[发明专利]用于耐热不锈钢涡轮壳的材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于耐热不锈钢涡轮壳的材料，属于铸造技术领域。

背景技术

涡轮壳是增压器的关键零部件，当前汽车涡轮增压器的应用发展主流已从柴油发动机转为汽油发动机。原来的汽（柴）油发动机一般采用硅钼和镍基球墨铸铁为材料的涡轮壳，其耐热温度低于950度，已不能满足目前汽油发动机更高的耐热要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于耐热不锈钢涡轮壳的材料，满足涡轮壳950℃～1050℃的工作温度范围，具有耐高温腐蚀的性能。

按照本发明提供的技术方案，一种用于耐热不锈钢涡轮壳的材料，特征是，包括以下组份：C：0.3～0.5%、Si：1.5～2.5%、Mn：0.8～1.2%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr：18～27%、Ni：8～10%、Nb：1～2%，余量为Fe；单位为质量百分数。

在一个具体实施方式中，所述Cr的含量为18～22%；单位为质量百分数。

在一个具体实施方式中，所述Cr的含量为23～27%；单位为质量百分数。

在一个具体实施方式中，所述Ni的含量为19～21%；单位为质量百分数。

在一个具体实施方式中，所述Nb的含量为1.2～1.9%；单位为质量百分数。

本发明所述用于耐热不锈钢涡轮壳的材料满足涡轮壳950℃～1050℃的工作温度范围，具有耐高温腐蚀的性能。

附图说明

图1为本发明实施例六和实施例七所述材料与对比例一所述材料的屈服强度随温度的变化图；曲线1代表实施例六所述的材料，曲线2代表实施例七所述的材料，曲线3代表对比例一所述的材料；其中，横坐标为温度，单位为℃；纵坐标为屈服强度，单位为MPa。

图2为本发明实施例六所述材料与对比例一所述材料的金相照片，放大倍数为200倍；其中，左侧为实施例六所述的材料，右侧为对比例一所述的材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明所述用于耐热不锈钢涡轮壳的材料合理地优化材料中C、Mn、Cr、Ni、Nb、Co等元素的比例，使金属材料的内部组织结构更加牢固，同时提高材料在高温工作状态的高温强度和抗高温腐蚀性能。

本发明所述用于耐热不锈钢涡轮壳的材料中各元素的作用阐述如下：

1、C元素：碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面它对奥氏体的稳定作用很强烈，并且作用的程度很大（约为镍的30倍）；另外，考虑到铸件的后续工艺性能，C的含量一般取在中下限；

2、Mn元素：锰的作用是消除钢中硫的热脆倾向，锰对于奥氏体的作用与镍相似，锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一；

3、Cr元素：Cr是决定不锈钢性属的元素，每种不锈钢都含有一定数量的铬，其含量≥13%；Cr元素熔于基体能大大增强组织的高温抗氧化性能；

4、Ni元素：镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素；镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24%；而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变，所以镍不能单独构成不锈钢；但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能；

5、Nb元素：为了改善高温材料金相组织，细化晶粒，优化铌合金的加入量，当钢中加入Nb量过大，可能出现NbC沉淀，损失有益的C量；而后的热处理时NbC析出量就变得很少，因而影响抗蠕变性能；本发明经过多次实验研究，钢中Nb的最佳含量为1.2～1.9%，保证在组织中形成高度弥散分布细小的NbC，由于NbC的钉扎作用，提高了钢的抗蠕变性能，减少了涡轮壳在高温工作条件下产生热裂的倾向。

实施一：一种用于耐热不锈钢涡轮壳的材料，包括以下组份：C：0.3%、Si：1.5%、Mn：0.8%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr：18%、Ni：8%、Nb：1%，余量为Fe；单位为质量百分数。

实施二：一种用于耐热不锈钢涡轮壳的材料，包括以下组份：C：0.5%、Si：2.5%、Mn：1.2%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr：27%、Ni：10%、Nb：2%，余量为Fe；单位为质量百分数。

实施三：一种用于耐热不锈钢涡轮壳的材料，包括以下组份：C：0.4%、Si：2.0%、Mn：1.0%、P≤0.04%、S≤0.04%、Cr：22%、Ni：9%、Nb：1.5%，余量为Fe；单位为质量百分数。