專利名稱：奧氏體高溫抗氧化鋼的制作方法
技術領域：
本發明屬于合金鋼領域。主要適用于諸如高溫加熱爐輻射管之類的高溫結構件。
象高溫加熱爐輻射管之類的高溫部件，其使用條件比較惡劣，長期處于火焰燃燒和高溫煙氣中，受到強烈的高溫氧化腐蝕作用。在這種使用條件下，用一般的CrNi或CrNiN型耐熱鋼材制成的輻射管，其使用壽命較低，達不到所要求的使用壽命;采用鎳基耐熱合金制成的輻射管，雖然使用壽命長，能滿足要求，但成本高，價格昂貴。
日本特許昭56-163244所述的奧氏體系耐熱鋼，Si含量較高，上限達3.5%，而Ni含量較低，下限為8%。使得該鋼雖有較好的抗氧化性能，但熱加工性能不太好，同時，長期使用后組織不穩定。
本發明的目的在于提供一種熱加工性能及高溫抗氧化腐蝕性能優異的，長期使用后組織穩定的，且又經濟的奧氏體高溫抗氧化鋼。
針對上述目的，本發明鋼種的化學成分中，除主要合金元素鎳、鉻外，還加入了鋁及微量元素稀土、鈣、鎂。其具體的化學成分(wt%)為C0.005～0.10%，Si0.5～1.0%，Mn0.5～1.0%，Cr21～23%，Ni28～32%，Ca0.0005～0.003%，Mg0.001～0.005%，Ce0.01～0.1%，Al1.5～2.5%，余為Fe。
在上述化學成分中，鎳是形成奧氏體元素，對鋼的高溫強度、高溫抗氧化、抗滲碳和抗滲氮性能均具有重要的有利作用。
鉻是提高鋼的高溫抗氧化性能的主要元素。
鋁是提高鋼的高溫抗氧化腐蝕性的元素。但由于它是形成鐵素體能力比鉻強的元素，只能適量加入。
鈣、鎂、稀土是對鋼的抗高溫氧化性能及高溫強度性能有利的元素。鈣、鎂、稀土微量復合加入鋼中，可起到降低鋼中的硫、氧殘余含量，具有凈化晶界的作用，不但能提高高溫抗氧化性能，而且能改善熱加工性能。
本發明鋼可采用真空感應爐或中頻感應爐冶煉，澆鑄成鋼錠后，可進行鍛、軋熱加工。該鋼熱加工性能良好，成材率高。
由于本發明鋼中加入了鋁和鈣、鎂、稀土微量元素，使得鋼中的殘余氧、硫含量大大降低，抗高溫氧化性能明顯提高，達到了鎳基耐熱合金Inconel601相近的水平，但成本比Inconel601降低50%。價格便宜;本發明鋼經長時高溫加熱，仍保持良好的組織穩定性，與FeCrNiN型耐熱鋼相比，在動態燃燒煙氣下，具有較高的抗高溫氧化腐蝕性能。表1和表2分別為本發明鋼與Inconel601和FeCrNiN型耐熱鋼的性能對比。
本發明適用于制作使用溫度在1100℃以下的高溫輻射管及高溫加熱爐導管等高溫下工作的零部件。
與現有技術相比，本發明不僅具有優異的高溫抗氧化腐蝕性能，而且價格低廉，實用價值大。


附圖為本發明鋼與FeCrNiN型耐熱鋼在高溫燃燒氣氛下抗氧化腐蝕掛片試驗后的試樣表面腐蝕狀況照片。圖中1為本發明鋼，2為FeCrNiN型耐熱鋼。
實施例按照化學成分配比，在真空感應爐或中頻感爐上冶煉三爐本發明鋼。為了對比，同時在同樣條件下還分別冶煉了Inconel601和FeCrNiN型耐熱鋼各一爐。熔煉后澆鑄成鋼錠，隨后鍛成軋坯，軋坯經熱軋軋成棒材和板材。并從棒材中取樣進行力學性能試驗，從板材中取樣進行高溫抗氧化性能試驗。
實施例及對比鋼號的冶煉最終的化學成分如表3所示，所得的力學性能試驗結果和高溫抗氧化性能試驗結果分別列入表5和表4。
表3本發明實施例與對比鋼號的化學成分(wt%)

表4本發明實施例及對比鋼號抗高溫氧化性能

權利要求
一種奧氏體高溫抗氧化鋼，其特征在于化學成分(wt%)為C0.005～0.10%，Si0.5～1.0%，Mn0.5～1.0%，Cr21～23%，Ni28～32%，Ca0.0005～0.003%，Mg0.001～0.005%，Ce0.01～0.1%，Al1.5～2.5%，余為Fe，
全文摘要
本發明系一種奧氏體高溫抗氧化鋼。其化學成分(wt％)為C0.005～0.10％，Si0.5～1.0％，Mn0.5～1.0％，Cr21～23％，Ni28～32％，Ca0.0005～0.003％，Mg0.001～0.005％，Cc0.01～0.1，Al1.5～2.5％，余為Fe。本發明不僅具有優異的高溫抗氧化腐蝕性能和一定的高溫強度，而且還有良好的熱加工性能，成本低。適用于制作長期在高溫工作的、諸如高溫加熱爐輻射管之類的高溫零部件。
文檔編號C22C38/40GK1076969SQ92111849
公開日1993年10月6日 申請日期1992年12月31日 優先權日1992年12月31日
發明者魯國榮, 陳全昌, 胥繼華, 袁激濤, 王玉, 路巖, 胡瑜, 牟洪雨 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院, 重慶特殊鋼廠