[发明专利]一种中碳多元素成分耐热钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐热钢，特别涉及一种中碳多元素成分耐热钢，属于金属材料技术领域。

背景技术

耐热钢是钢材的一个特殊种类，指用在高温环境下工作的钢铁材料，这种钢材在现代工业中具有广泛的应用；发电站、锅炉、燃气轮机、内燃机、航空发动机等都需要在高温下工作，同时耐热钢的发展也和这些专业的技术进步紧密相关。由于各类机器、设备、装置使用的温度不同、承受的应力不同以及所处的工况环境有比较大的差异，所采用的钢材种类也不尽相同；目前，耐热钢的使用温度从200℃到1300℃，工作压力从几兆帕到几十兆帕，工作环境从单纯的氧化气氛，发展到硫化气氛、混合气氛以及熔盐和液体金属等更复杂的环境，为了满足耐热条件不断发展的要求，耐热钢也在不断地发展。从最早期的低碳钢、低合金钢，到成分复杂的、多元合金化的高合金耐热钢。冶金厂的各种退火炉罩，可控气氛连续加热炉的马弗罐、辐射管、装料框架、链带等，多采用310（0Cr25Ni20）或3Cr24Ni7SiNRe、2Cr25Ni13耐热钢等；冶金厂连续式加热炉和热处理炉中大量的炉底辊和辐射管亦采用高合金耐热钢制造，常用的耐热钢材料牌号有0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、3Cr24Ni7SiNRe、0Cr23Ni13、1Cr20Ni14、Cr25Ni20Si2、00Cr10Ni20Mo6Cu6、4Cr25Ni35NbW、70CrMoVBRe、 4Cr28Ni48W5Si2、3Cr26Ni4MnMoRe等。在水泥工业中，湿法水泥窑预热带中的耐热钢链条，大型水泥窑蓖冷机用的篦子板，冷却机用的物料斗等，均使用了大量的耐热钢件，如3Cr24Ni7SiNRe、1Cr20Ni14、Cr25Ni20Si2等，根据正火后的组织类型，耐热钢一般可以分为珠光体、马氏体、铁素体、奥氏体四种类型，在较高温度长时间稳定工作时，一般需要奥氏体耐热钢，这种钢抗蠕变性能好、过热敏感性低、抗氧化能力强、焊接性能好，同时还具有较高的强度和优良的铸造性能，是耐热钢发展的热点和重点之一，3Cr24Ni7SiNRe、Cr25Ni20Si2、4Cr28Ni48W5Si2是这类钢的典型代表。主要用于制造各类加热炉用零件和热交换器，制造热汽轮机的燃烧室、锅炉、加热炉炉底板和辊道以及炉管等，专利CN1118381A公布了一种高强度耐热钢，尽管这种耐热钢具有足够的高温强度和硬度，而且具有优良的抗氧化和抗腐蚀性能，但是由于含有20%~28%的Ni，价格昂贵，所以造成材料的成本较高。专利JP60-211054是为了解决钢的热加工性能而设计的耐热钢，其加工性能好，但是其S＜0.002%，需要专门对S元素进行提纯，因此在冶炼上比较困难。专利CN1033291A公布了一种铬锰氮型奥氏体耐热钢，其中C 0.4~0.6%，Cr 17~19%，Mn 5~7%，Si 1~2%，N 0.2~0.3%，这种钢尽管Cr元素的含量较低，成本低，但是其工作温度不超过900℃，超过900℃时，其力学性能变坏，不能满足高温的工作环境要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有较好的高温强度，又有优异抗氧化性能和抗蠕变性能的中碳多元素耐热钢，可以在1000℃~1250℃长期稳定工作，以满足各种热处理炉炉底板、炉底辊、可控气氛连续加热炉的马弗罐、装料框架、各种退火炉罩、通风机叶片滑轨玻璃水泥窑等多种构件的制造和工作要求。