一种耐热铸钢及其制备方法技术

技术编号:13943195 阅读:86 留言:0更新日期:2016-10-29 21:31
本发明专利技术涉及一种耐热铸钢,其特征在于:所述的耐热铸钢配方如下:各成分的质量百分比为:Cr:19‑22.0%,Nb:0.8‑1.2%,Si:1.3‑1.9%,C:0.2‑0.4%,Mn:9.5‑10.5.%,Ni:5‑7%,P:0‑0.045%,S:0.15‑0.25%,V:0.5‑0.8%,N:0.1‑0.3%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。制成后的耐热铸钢,其材料的耐磨、耐热性能较佳,适合在高温环境下工作,工作温度可达到850‑950℃,同时制造成本较低,易于推广和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐热铸钢的
,具体地说是一种耐热铸钢及其制备方法
技术介绍
目前市场上的球墨铸铁在制造时加入大量的废钢料和回炉铁,比如申请号为“CN201110313761.9”,名称为“一种球墨铸铁及其生产方法”的专利技术专利,描述了一种球墨铸铁及其生产方法,所采用的原料以重量份计:生铁45-50;废钢25-30;回炉铁20-25;焦炭颗粒1-1.5。生产过程是:将废钢全部投入到炉中,待废钢开始熔化时,加入焦炭颗粒并迅速加入生铁进行覆盖,待生铁开始熔化时,逐步加入回炉料,全部炉料熔化完全后打渣、出炉,进行孕育处理,得到球墨铸铁。上述工艺在生产铸态球墨铸铁配方传统的基本上,增加废钢的投入量,减少生铁的用量,不另在原铁水中加锰铁和硅铁,通过增碳和熔炼工艺的优化,得到铸态球墨铸铁,虽然制造成本大幅度降低,但硬度居中,只适用于于机械加工,但耐热、耐磨性差,无法适合高温工作环境。又比如申请号为“CN201110329105.8”,名称为“一种大断面球墨铸铁”的专利技术专利,公开了一种大断面球墨铸铁,属于铸铁冶金
,该大断面球墨铸铁的质量百分比为:C:3.5%-3.7%,Si:1.8%-1.9%,Mn:0.1%-0.2%,P:0.045%-0.05%,S:0.01%-0.015%,Re:0.018%-0.02%,Mg:0.05%-0.055%,Cu:0.5%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。该大断面球墨铸铁虽然高韧性、铁素体量和球化率均很高,但只适合各类高强度、高冲击功机器模具的铸件,但耐热、耐磨性差,无法适合高温工作环境,无法制成涡轮增压器的配件,使用局限性较大。同时现有的铸铁加工工艺复杂,制作成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的耐热铸钢及其制备方法,它可克服现有技术中耐热铸钢的耐热、耐磨性差,无法适合高温工作环境的一些不足。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案是:一种耐热铸钢,其特征在于:所述的耐热铸钢配方如下:各成分的质量百分比为:Cr:19-22.0%,Nb:0.8-1.2%,Si:1.3-1.9%,C:0.2-0.4%,Mn:9.5-10.5.%,Ni:5-7%,P:0-0.045%,S:0.15-0.25%,V:0.5-0.8%,N:0.1-0.3%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。一种耐热铸钢的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:a、将耐热铸钢的原料依次加入炉中进行融化,所述的耐热铸钢的原料为:合金钢、电解锰、微碳铬铁、铌铁、镍、氮化锰、钒铁、硅铁、硫铁和增碳剂;b、待原料全部熔清后,进行第一次脱氧处理,根据炉前分析结果,调整炉内化学成分直至达到标值;c、进行第二次脱氧处理和第一次镇静除渣;d、升温后进行第二次镇静除渣,最后测温出钢,进行离心浇注。本专利技术的耐热铸钢所含的各成分质量百分比为:Cr:19-22.0%,Nb:0.8-1.2%,Si:1.3-1.9%,C:0.2-0.4%,Mn:9.5-10.5.%,Ni:5-7%,P:0-0.045%,S:0.15-0.25%,V:0.5-0.8%,N:0.1-0.3%,余量为Fe及不可避免的微量元素,该种铸铁室温下Rm:≥690MPa,Rp0.2:≥350MPa,A:≥15%。材料的耐磨、耐热性能较佳,适合在高温环境下工作,工作温度可达到850-950℃。同时制造成本较低,易于推广和应用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。本专利技术所述的一种耐热铸钢,其与现有技术的区别在于:所述的耐热铸钢配方如下:各成分的质量百分比为:Cr:19-22.0%,Nb:0.8-1.2%,Si:1.3-1.9%,C:0.2-0.4%,Mn:9.5-10.5.%,Ni:5-7%,P:0-0.045%,S:0.15-0.25%,V:0.5-0.8%,N:0.1-0.3%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。进一步的,所述的耐热铸钢配方的各成分质量百分比为:Cr:20.5%,Nb:1.0%,Si:1.45%,C:0.3%,Mn:10.0%,Ni:6.0%,P:0.03%,S:0.2%,V:0.65%,N:0.2%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。一种耐热铸钢的制备方法,其与现有技术的区别在于:所述制备方法包括如下步骤:a、将耐热铸钢的原料依次加入炉中进行融化,所述的耐热铸钢的原料为:合金钢、电解锰、微碳铬铁、铌铁、镍、氮化锰、钒铁、硅铁、硫铁和增碳剂;b、待原料全部熔清后,进行第一次脱氧处理,根据炉前分析结果,调整炉内化学成分直至达到标值;c、进行第二次脱氧处理和第一次镇静除渣;d、升温后进行第二次镇静除渣,最后测温出钢,进行离心浇注。进一步,a步骤中,所述的耐热铸钢的原料为质量百分比为:55-75%的合金钢、3-7%的电解锰、10-15%的微碳铬铁、0.5-2%的钒铁、1-3%的硅铁、0.5-1%的硫铁、0.5-1.5%的镍、5-8%的氮化锰、1.5-4%的铌铁和0-0.5%的增碳剂,上述各成分的之和为100%,所述的高碳高铬钢采用X5CrNi18-10钢,所述的增碳剂采用豫中铁合金出产的,增碳剂的含碳量为99.5%。可选的,a步骤中,原料的加入时,先加入合金钢和微碳铬铁,然后加入钒铁等其他材料,等上述原料基本熔化后加入剩余的硅铁,原料加入时的炉内温度为1350-1400度;在合金钢和微碳铬铁熔化1/3后,加入造渣材料,造渣材料覆盖钢液,所述的造渣材料加入量占钢水总量的1%-1.5%,造渣材料由生石灰与莹石4:1混合而成,待上述合金钢和微碳铬铁基本熔化后,加入其他剩余原材料,待钢水基本熔化完后,加入硫铁,其中硫铁的加入量为650g。b步骤中,待原料全部熔清后,钢液表面加入除渣剂覆盖,当炉内温度达到1550-1620度时加入硅铁,硅铁加入量占钢水总量的0.2%-0.5%,然后进行第一次脱氧,时间为1-2分钟,脱氧过程中需要用除渣剂覆盖钢液表面,脱氧后取样进行炉前分析。当温度达到1580-1620度时加入占钢水总量的0.1%的电解锰,1-1.5分钟后再加入硅铁,硅铁加入量占钢水总量的0.4%-0.5%。c步骤中,在钢液中加入占钢水总量0.1-0.15%的钙硅进行第二次脱氧,脱氧过程中需要用除渣剂覆盖钢液表面,钢水升温至1640-1680度时,使钢水静止1-2分钟,除去钢液表面的浮渣;b步骤和c步骤中所述的除渣剂为高温除渣剂,除渣剂的用量占钢水总量的1%-3%。d步骤中,钢液温度降至1550-1620度时进行升温,将钢水升温至1640-1680度时,使钢水静止1-2分钟,然后随时除去钢液表面的浮渣,直至达到1550-1610度的出炉温度,然后除去钢液表面的浮渣和除渣剂,保持炉内钢液的温度,加入占钢水总量的0.2%的神奇牌不锈钢精炼剂,并准备出钢。d步骤中,离心浇铸时将铸棒放入快熔感应炉进行熔化,钢液坠入模温为250-350℃,转速为700r/min的铸模内,经过转速调频器将转速调整到1000r/min,旋转2-3分钟后将铸件从铸模里面取出。实施例1根据产品工艺出品率和钢料的化学成分,计算炉料的配比比例(按表1进行)本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种耐热铸钢,其特征在于:所述的耐热铸钢配方如下:各成分的质量百分比为:Cr:19‑22.0%,Nb:0.8‑1.2%,Si:1.3‑1.9%,C:0.2‑0.4%,Mn:9.5‑10.5.%,Ni:5‑7%,P:0‑0.045%,S:0.15‑0.25%,V:0.5‑0.8%,N:0.1‑0.3%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。

【技术特征摘要】
1.一种耐热铸钢,其特征在于:所述的耐热铸钢配方如下:各成分的质量百分比为:Cr:19-22.0%,Nb:0.8-1.2%,Si:1.3-1.9%,C:0.2-0.4%,Mn:9.5-10.5.%,Ni:5-7%,P:0-0.045%,S:0.15-0.25%,V:0.5-0.8%,N:0.1-0.3%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。2.根据权利要求1所述的一种耐热铸钢,其特征在于:所述的耐热铸钢配方的各成分质量百分比为:Cr:20.5%,Nb:1.0%,Si:1.45%,C:0.3%,Mn:10.0%,Ni:6.0%,P:0.03%,S:0.2%,V:0.65%,N:0.2%,余量为Fe及不可避免的微量元素,上述各成分的质量百分比之和为100%。3.一种耐热铸钢的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:a、将耐热铸钢的原料依次加入炉中进行融化,所述的耐热铸钢的原料为:合金钢、电解锰、微碳铬铁、铌铁、镍、氮化锰、钒铁、硅铁、硫铁和增碳剂;b、待原料全部熔清后,进行第一次脱氧处理,根据炉前分析结果,调整炉内化学成分直至达到标值;c、进行第二次脱氧处理和第一次镇静除渣;d、升温后进行第二次镇静除渣,最后测温出钢,进行离心浇注。4.根据权利要求3所述的一种耐热铸钢的制备方法,其特征在于:a步骤中,所述的耐热铸钢的原料为质量百分比为:55-75%的合金钢、3-7%的电解锰、10-15%的微碳铬铁、0.5-2%的钒铁、1-3%的硅铁、0.5-1%的硫铁、0.5-1.5%的镍、5-8%的氮化锰、1.5-4%的铌铁和0-0.5%的增碳剂,上述各成分的之和为100%,所述的高碳高铬钢采用X5CrNi18-10钢,所述的增碳剂采用豫中铁合金出产的,增碳剂的含碳量为99.5%。5.根据权利要求3所述的一种耐热铸钢的制备方法,其特征在于:a步骤中,原料的加入时,先加入合金钢和微碳铬铁,然后加入钒铁等其他材料,等上述原料基本熔化后加入剩余的硅铁,原料加入时的炉内温度...

【专利技术属性】
技术研发人员:柯胜茂王战红王军伟董会科谢明明
申请(专利权)人:上海华培动力科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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