專利名稱：溫度穩定的鑄鐵合金及其用途的制作方法
溫度穩定的鑄鐵合金及其用途
本發明涉及在500 900°C的溫度下具有高耐磨性的溫度穩定的鑄鐵合金。
許多行業使用這樣的機器，該機器含有在超過50(TC的相對高的溫度下
發生顯著磨損的機器部件。例如，在水泥制造工業中，所謂的熟料(clinker)
冷卻器用于冷卻從溫度為1300 1450。C的在前的窯爐引入到該熟料冷卻器
中的水泥熟料。所述水泥熟料通過合適的傳送設施輸送穿過該熟料冷卻器，
所述傳送設施通常由在水泥熟料的運動方向上往復運動并且因此在
500 900 °C的溫度下經受顯著磨損的某種形式的元件構成。
從WO 2004/104253知悉具有以重量百分數表示的以下組成的耐磨鑄鐵 入奪.
口 亞，
鉻12 25%,
碳1.5 6%，
錳2 7%，
硅最高達1.5%,
鉬最高達2%，
鎳最高達4%,
選自鈦、鋯、鈮、硼、釩、和鴒的微量合金元素所述元素的一種或
者多種各自最高達2%，且 余量為鐵。
根據該公開，合金經受熱處理以賦予其馬氏體基體。這種類型的基體 非常硬和脆，并且如果由這種材料制造的機器元件經受沖擊或者碰撞，則 其傾向于破裂。此外，這種類型的基體缺乏熱穩定性，這是因為其在超過 40(TC的溫度下軟化。
本專利申請的申請人還嘗試了根據歐洲標準10295(2002)的鑄鐵合金 (材料G-X40CrNiSi25-12,材料編號1.4837),該鑄鐵合金具有以重量百 分數表示的以下組成
鉻24.0 27.0%,
3碳0.3 0.5%,
錳最高達2.0%，
硅1.0~2.5%，
鉬最高達0.5%，
鎳11.0~14.0%，
磷最高達0.040%,和
硫最高達0.030%。
并且其改進形式具有以重量百分數表示的以下組成
鉻24.0~26.0%,
碳0.7~0.9%，
錳0.6~1.0%,
硅1.5 2.0%,和
鎳2.5 3.5%。
對這兩種材料的嘗試已經表明，在長期加熱至500 卯0。C的溫度后，兩
種材料均趨于形成CJ相(由等份的鐵和鉻組成的脆的金屬間相)，并且因此具
有脆性，并且它們不是特別耐磨。
本發明的目的是提供與現有鑄鐵合金相比在500 900。C的溫度下具有 更高的耐磨性和降低的形成o相的傾向的鑄鐵合金。
根據本發明，該目的通過本發明的具有以重量百分數表示的以下組成 的鑄鐵合金而實現
鉻15.0 20.0%,
碳1.0~2.0%,
錳1.5~2.0%,
珪0.8~1.2%,
鎳8.0 10.0%，
鉬0.8~1.20/0，
余量為鐵以及不可避免的金屬和非金屬雜質，其中所述非金屬雜質包 括氮、氧、磷和辟b。
由此獲得在加熱至500 900。C的溫度時與前述已知合金相比具有更高 的耐磨性和降低的形成不期望的o相的傾向的鑄鐵合金。
由本專利申請的申請人實施的實驗室實驗已經表明，與根據歐洲標準
410295的合金以及其改進形式(兩者均定義如上)相比，根據本發明的合金具 有顯著改善的磨損特性。測試結果顯示，根據本發明的合金的耐磨性為根 據歐洲標準10295的合金的耐磨性的約4倍并且為其改進形式的耐磨性的2 倍。改善的耐磨性主要歸因于碳-鉻比的最優化，所述最優化導致構成合金 耐磨成分的碳化鉻的最優形成。
此外，實驗室實驗(在該實驗期間，根據本發明的合金在50(TC的溫度 下進行超過8星期的熱處理，并且隨后進行顯微鏡檢查)未給出C7相形成的 任何跡象，表明該合金呈現出顯著的熱穩定性。
為了避免所述鐵合金的機械特性的顯著劣化，包括氮、氧、磷和硫的 非金屬雜質不應超過以下所規定的最大極限
N:最大0.020; 0:最大10ppm; P:最大0.040;且S:最大0.030。
根據本發明的鑄鐵合金優選地包含16.5 19.5重量％、最優選17.0~19.0 重量％的鉻。
此外，根據本發明的鑄鐵合金優選地包含1.25 1.85重量％、最優選
1.5 1.7重量％的碳。
根據本發明的鑄鐵合金優選具有奧氏體基體。 所述鑄鐵合金可制造并且使用通常已知的技術鑄造成坯料。 所述鑄鐵合金特別適合用在用于冷卻水泥熟料的熟料冷卻器中的機器
部件方面。
權利要求
1. 在500～900℃的溫度下具有高耐磨性的溫度穩定的鑄鐵合金，其特征在于該鑄鐵合金具有以重量百分數表示的以下組成鉻15. 0～20.0％，碳1. 0～2.0％，錳1. 5～2.0％，硅0. 8～1.2％，鎳8. 0～10.0％，鉬0. 8～1.2％，余量為鐵以及不可避免的金屬和非金屬雜質，其中所述非金屬雜質包括氮、氧、磷和硫。
2. 權利要求1的溫度穩定的鑄鐵合金，其特征在于該鑄鐵合金包含 16.5 19.5重量％的鉻。
3. 權利要求2的溫度穩定的鑄鐵合金，其特征在于該鑄鐵合金包含 17.0 19.0重量％的4各。
4. 前述權利要求中任一項的溫度穩定的鑄鐵合金，其特征在于該鑄鐵 合金包含1.25-1.85重量°/。的碳。
5. 權利要求4的溫度穩定的鑄鐵合金，其特征在于該鑄鐵合金包含 1.5 1.7重量％的碳。
6. 前述權利要求中任一項的溫度穩定的鑄鐵合金，其特征在于該鑄鐵 合金具有奧氏體基體。
7. 前述權利要求中任一項的鑄鐵合金在用于冷卻水泥熟料的熟料冷卻 器的機器部件中的用途。
全文摘要
本發明涉及在500～900℃的溫度下具有高耐磨性的溫度穩定的鑄鐵合金。該合金的特征在于其具有以重量百分數表示的以下組成鉻15.0～20.0％，碳1.0～2.0％，錳1.5～2.0％，硅0.8～1.2％，鎳8.0～10.0％，鉬0.8～1.2％，余量為鐵以及不可避免的金屬和非金屬雜質，其中所述非金屬雜質包括氮、氧、磷和硫。由此獲得在加熱至500～900℃的溫度時與已知合金相比具有更高的耐磨性和降低的形成不期望的σ相的傾向的鑄鐵合金。
文檔編號C22C37/08GK101512031SQ200780032972
公開日2009年8月19日 申請日期2007年6月12日 優先權日2006年9月8日
發明者拉斯馬斯·柯克加德斯特奇, 阿斯格·卡爾森 申請人:Fl史密斯公司