[发明专利]细化21-4N耐热钢碳化物的方法

说明书

本发明公开了一种细化21‑4N耐热钢碳化物的方法，尤其是一种涉及金属材料热处理领域的细化21‑4N耐热钢碳化物的方法：本申请的细化21‑4N耐热钢碳化物的方法，包括以下几个步骤：A、21‑4N耐热钢在钢包精炼炉精炼时，当钢液温度达到目标温度后，通过喂丝机连续喂铝丝脱氧；B、通过合金加入口加入含镁合金；C、B步骤结束后在钢包精炼炉保温，保温过程中氩气；D、浇注，并使铸锭或连铸坯中镁含量达到30ppm～200ppm。本发明的细化21‑4N耐热钢碳化物的方法既能提高合金综合性能，又可以消除合金缺口敏感性。一种能够减小21‑4N耐热钢中层状碳化物尺寸，并能减小碳化物的聚集，有效避免钢的耐腐蚀性能下降，减少后期热处理负担。

技术领域

本发明涉及一种细化21-4N耐热钢碳化物的方法，尤其是一种涉及金属材料热处理领域的细化21-4N耐热钢碳化物的方法。

背景技术

21-4N耐热钢是目前国内外用于制造汽车和摩托车等发动机排气阀最广的材料，它是以奥氏体为基，以碳、氮化合物作为沉淀硬化相弥散分布以获得足够的高温强度、韧性、较高的硬度、良好的耐磨性以及在冷热交变条件下保持组织稳定性、获得较好的抗氧化和耐腐蚀能力，在工作温度800℃下具有良好的力学性能和高温性能。

21-4N耐热钢是高合金钢，钢中碳和铬含量很高，冶炼或轧制过程中，钢中存在大量的M₂₃C₆和M₇C₃型碳化物，而碳化物的大小、形貌及分布对气阀的使用寿命和性能的稳定性具有极大地影响。在钢液凝固过程中，M₇C₃型碳化物先于M₂₃C₆型碳化物析出，随着温度的降低和碳铬元素不断析出，M₇C₃型碳化物逐渐转变为M₂₃C₆型碳化物，由于元素的扩散需要一定的时间，M₇C₃型碳化物不能完全转变为M₂₃C₆型碳化物，因此21-4N钢中既含大量M₂₃C₆型碳化物又包含少量M₇C₃型碳化物。M₂₃C₆型碳化物和M₇C₃型碳化物都是以铬为主的碳化物，粗大的M₂₃C₆型碳化物和M₇C₃型碳化物会导致碳化物周围贫铬，致使钢的耐腐蚀性能下降，此外粗大的碳化物会增加后期热处理的负担，造成能源的不必要消耗，甚至会导致热处理后碳化物尺寸仍不能达到国家标准要求，增加废品率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够减小21-4N耐热钢中层状碳化物尺寸，并能减小碳化物的聚集，有效避免钢的耐腐蚀性能下降，减少后期热处理负担的细化21-4N耐热钢碳化物的方法。

本发明解决其技术问题所采用的细化21-4N耐热钢碳化物的方法，包括以下几个步骤：

A、21-4N耐热钢在钢包精炼炉精炼时，当钢液温度达到目标温度后，通过喂丝机连续喂铝丝脱氧；

B、通过合金加入口加入含镁合金；

C、B步骤结束后在钢包精炼炉保温，保温过程中氩气；

D、浇注，并使铸锭或连铸坯中镁含量达到30ppm～200ppm。

进一步的是，在C步骤中当钢液温度达到1550℃～1650℃时，通过喂丝机连续喂铝丝脱氧。

进一步的是，在B步骤中通过合金加入口加入镍镁合金。

进一步的是，在B步骤中喂含镁包芯线。

进一步的是，在C步骤中氩气的流量为30L/min～350L/min。