專利名稱：一種用于鍋爐零部件的耐熱鋼及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐熱鋼，尤其是一種用于鍋爐零部件的耐熱鋼及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展，為了進(jìn)一步增加鍋爐零部件的使用壽命，增加鍋爐的功率，進(jìn)一步提高了爐溫，這種 情況下，選擇一種在960度及其以上仍具有耐高溫持久性和蠕變性的材料就成為當(dāng)務(wù)之急，現(xiàn)有技術(shù)中的耐熱鋼在此條件下耐高溫持久性和蠕變性都會(huì)顯著降低，并且耐腐蝕性和抗氧化性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于鍋爐零部件的耐熱鋼，通過(guò)特定的化學(xué)元素組成和制作方法，使鍋爐零部件在960度及其以上時(shí)，仍有很好的高溫耐久性和蠕變性，并且耐腐蝕性和抗氧化性很好。本發(fā)明在現(xiàn)有耐熱鋼的基礎(chǔ)上添加了 Zr、Hf、Ta、Al等元素，減少了 V、Co等元素，降低了 Cr的含量，改進(jìn)了制作方法，分批次加入不同的化學(xué)元素和在特定條件下進(jìn)行二次回火和退火，通過(guò)此改進(jìn)，使鍋爐零部件在960度及其以上時(shí)條件下具有良好的高溫耐久性及蠕變性，并且具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性。本發(fā)明提供一種用于鍋爐零部件的耐熱鋼，其特征在于所述鋼的化學(xué)組成為，以下皆為重量百分比C 0. 02-0. 4，Ta 0. 8-1. O, Nb 0. 2-0. 3，W 2. 5-3. 8，N 0. 1-0. 2，B 0. 02-0. 04，Si 0. 2-0. 4，Cu 0. 6-0. 7，Al 0. 2-0. 23，Ni 2. 2-3. 2，Cr 2. 6-4. 8，Zr 1. 9-2. 7，Hf O. 3_0· 6，Mn :0· 4_0· 9，Mo :2· 0_3· O，余量為Fe及其雜質(zhì)，其中其中8: I ^ Zr Hf ^ 5 1，3. 5 : I 彡 Cu : Al 彡 3 : I, Zr+Hf+Ta+Nb+Ni 彡 6. O。優(yōu)選的方案為雜質(zhì)總含量< O. I。優(yōu)選的方案為雜質(zhì)中P 彡 O. 01, S 彡 O. 01, Zn ( O. 005, Sb ( O. 01。優(yōu)選的方案為還包括Re, Re含量為O. 1-0. 4。優(yōu)選的方案為Re為Ce和Y，Ce : Y彡3 : I。本發(fā)明還提供了一種制作用于鍋爐零部件的耐熱鋼的方法，主要由以下步驟組成(I)將鑄鐵在非真空感應(yīng)爐中初煉，待鑄鐵開始融化時(shí)，加入W、Zr、Hf、Nb、Ta，Ni元素，在鑄鐵完全融化時(shí)，加入Si、Cu、Mn、Mo、B、Cr、Al，鑄鐵完全融化30分鐘后加入 C 和 N，并調(diào)節(jié)各元素的比例，C 0. 02-0. 4，Ta 0. 8-1. O, Nb 0. 2-0. 3，W 2. 5-3. 8，N 0. 1-0. 2，B 0. 02-0. 04，Si 0. 2-0. 4，Cu 0. 6-0. 7，Al 0. 2-0. 23，Ni 2. 2-3. 2，Cr
2.6-4. 8，Zr 1. 9-2. 7，Hf 0. 3-0. 6，Mn 0. 4-0. 9，Mo 2. 0-3. 0，余量為 Fe 及其雜質(zhì)，其中8 I ^ Zr Hf ^ 5 1,3. 5 I ^ Cu Al ^ 3 1，Zr+Hf+Ta+Nb+Ni 彡 6. 0，溶液澆注成自耗電極；(2)將自耗電極于電渣爐中重熔精煉，進(jìn)一步降低雜質(zhì)元素的含量，使其符合設(shè)計(jì)要求，制成電洛錠；(3)將電渣錠制成鍋爐零部件，對(duì)渦鍋爐零部件進(jìn)行退火處理，處理步驟和工藝參數(shù)為將鍋爐零部件加熱至1250度，保溫6小時(shí)后，在退火爐中保溫800度，保溫24小時(shí)，冷卻至常溫，進(jìn)一步加熱至950度，保溫3小時(shí)后，在退火爐中保溫750度，保溫8小時(shí)，
冷卻至常溫。
優(yōu)選的方案為雜質(zhì)元素總含量< O. I。優(yōu)選的方案為雜質(zhì)元素中P 彡 O. 01，S 彡 O. 01，Zn ( O. 005，Sb ( O. 01。優(yōu)選的方案為步驟⑴中，在鑄鐵完全融化時(shí)，還加有Re，并且Re含量為O. 1-0. 4。優(yōu)選的方案為Re為Ce和Y，Ce Y彡3 I。本發(fā)明樣品在960度條件下經(jīng)過(guò)檢測(cè)屈服強(qiáng)度σ O. 02 彡 630N/mm2抗拉強(qiáng)度930N/mm2伸長(zhǎng)率δ彡10%斷面收縮率Ψ彡43%沖擊功AKv彡40J本發(fā)明樣品在溫度為960度，應(yīng)力為200N/mm2條件下經(jīng)過(guò)檢測(cè)斷裂時(shí)間(Hr)彡135小時(shí)。本發(fā)明的通過(guò)鹽霧實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)10% NaCl、溫度960度，PH7. 2_7. 4條件下，
進(jìn)行七天連續(xù)噴霧實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明產(chǎn)品表面光滑、有光澤、無(wú)銹點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)特定的化學(xué)組成和制作工藝制作的用于鍋爐零部件的耐熱鋼，在960度溫度下，具有很好的高溫持久性和蠕變性，并且具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例I下表為五個(gè)樣品，每個(gè)樣品中化學(xué)元素的含量如下
權(quán)利要求
1.一種用于鍋爐零部件的耐熱鋼，其特征在于所述鋼的化學(xué)組成為，以下皆為重量百分比 C 0. 02-0. 4，Ta 0. 8-1. O, Nb 0. 2-0. 3，W 2. 5-3. 8，N 0. 1-0. 2，B 0. 02-0. 04，Si O. 2-0. 4，Cu 0. 6-0. 7，Al 0. 2-0. 23，Ni 2. 2-3. 2，Cr 2. 6-4. 8，Zr 1. 9-2. 7, Hf 0. 3-0. 6，Mn :0· 4_0· 9，Mo :2· 0_3· O， 余量為Fe及其雜質(zhì)，其中8 I ^ Zr Hf ^ 5 1,3.5 I彡Cu : Al彡3 : 1，Zr+Hf+Ta+Nb+Ni 彡 6. O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于鍋爐零部件的耐熱鋼，其特征在于所述的雜質(zhì)總含量^ O. I0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鍋爐零部件的耐熱鋼，其特征在于所述的雜質(zhì)中P 彡 O. 01, S 彡 O. 01, Zn ( O. 005, Sb ( O. 01。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用用于鍋爐零部件的耐熱鋼，其特征在于還包括Re，Re含量為 O. I-O. 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鍋爐零部件的耐熱鋼，其特征在于所述的Re為Ce和Y, Ce Y 彡 3 I。
6.一種制作用于鍋爐零部件的耐熱鋼的方法，主要由以下步驟組成 (1)將鑄鐵在非真空感應(yīng)爐中初煉，待鑄鐵開始融化時(shí)，加入W、Zr、Hf、Nb、Ta，Ni元素，在鑄鐵完全融化時(shí)，加入Si、Cu、Mn、Mo、B、Cr、Al，鑄鐵完全融化30分鐘后加入 C 和 N，并調(diào)節(jié)各元素的比例，C 0. 02-0. 4，Ta 0. 8-1. O, Nb 0. 2-0. 3，W 2. 5-3. 8，N 0. 1-0. 2，B 0. 02-0. 04，Si 0. 2-0. 4，Cu 0. 6-0. 7，Al 0. 2-0. 23，Ni 2. 2-3. 2，Cr 2. 6-4. 8，Zr 1. 9-2. 7，Hf 0. 3-0. 6，Mn 0. 4-0. 9，Mo 2. 0-3. 0，余量為 Fe 及其雜質(zhì)，其中8 I ^ Zr Hf ^ 5 1,3. 5 I ^ Cu Al ^ 3 1，Zr+Hf+Ta+Nb+Ni 彡 6. 0，溶液澆注成自耗電極； (2)將自耗電極于電渣爐中重熔精煉，進(jìn)一步降低雜質(zhì)元素的含量，使其符合設(shè)計(jì)要求，制成電洛錠； (3)將電渣錠制成鍋爐零部件，對(duì)渦鍋爐零部件進(jìn)行退火處理，處理步驟和工藝參數(shù)為 將鍋爐零部件加熱至1250度，保溫6小時(shí)后，在退火爐中保溫800度，保溫24小時(shí)，冷卻至常溫，進(jìn)一步加熱至950度，保溫3小時(shí)后，在退火爐中保溫750度，保溫8小時(shí)，冷卻至常溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作用于鍋爐零部件的耐熱鋼的方法，其特征在于所述的雜質(zhì)元素總含量< O. I。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作用于鍋爐零部件的耐熱鋼的方法，其特征在于所述的雜質(zhì)元素中P 彡 O. 01, S 彡 O. 01, Zn ( O. 005, Sb ( O. 01。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作用于鍋爐零部件的耐熱鋼的方法，其特征在于所述的步驟(1)中，在鑄鐵完全融化時(shí)，還加有Re，并且Re含量為O. 1-0. 4。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作用于鍋爐零部件的耐熱鋼的方法，其特征在于所述的Re 為 Ce 和 Y，Ce Y 彡 3 I。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)在現(xiàn)有耐熱鋼的基礎(chǔ)上添加了Zr、Hf、Ta、Al等元素，減少了V、Co等元素，降低了Cr的含量，改進(jìn)了制作方法，分批次加入不同的化學(xué)元素和在特定條件下進(jìn)行二次回火和退火，通過(guò)此改進(jìn)，使鍋爐零部件在960度及其以上時(shí)條件下具有良好的高溫耐久性及蠕變性，并且具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性。
文檔編號(hào)C22C38/54GK102877002SQ201210420620
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者章磊 申請(qǐng)人:章磊