[发明专利]汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢。 

背景技术

2005年以后世界开始实施欧4标准，高档汽车发动机的排气温度超过了1000℃，因此汽车涡轮壳及排气管用的钢材在低镍奥氏体钢的基础上发展成高镍、铬奥氏体耐热钢（如GX40NiCrSiNb38-19），这种钢材允许最高排气温度可达1020℃。但是这种钢材其镍（Ni）的含量达36%至39%，导致其生产成本大幅提高，而且从资源节约角度考虑不够经济。此外，用作汽车涡轮壳及排气管的材料不仅需要有足够的抗氧化性和高温强度，还要在长期服役过程中具有良好的蠕变断裂强度，这样就要求材料本身应具有良好的导热性能以及高的弹性模量，从而在热循环载荷作用下产生更小的热应力及变形量，因此仍需要不断改进汽车涡轮壳及排气管用的钢材。 

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢，其具有良好导热性、高弹性模量、优异的蠕变断裂强度以及持久寿命，且制备方法科学合理，成本较低。 

本发明的目的是由以下技术方案实现的。 

本发明其含量的重量百分比是：碳（C）为0.20至0.50%，硅（Si）为1.00至2.50%，锰（Mn）为1.0至2.0%，磷（P）为小于0.04%，硫（S）为小于0.030，铬（Cr）为20至27%，镍（Ni）为25至28%，钼（Mo）为小于0.6%，铌（Nb）为1.0至2.0%，氮（N）为0.2至0.5%，余量为铁（Fe）。 

本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢的有益效果，其具有良好导热性、高弹性模量、优异的蠕变断裂强度以及持久寿命，且制备方法科学合理，成本较低。 

具体实施方式

本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢，其含量的重量百分比是：碳（C）为0.20至0.50%，硅（Si）为1.00至2.50%，锰（Mn）为1.0至2.0%，磷（P）为小于0.04%，硫（S）为小于0.030，铬（Cr）为20至27%，镍（Ni）为25至28%，钼（Mo）为小于0.6%，铌（Nb）为1.0至2.0%，氮（N）为0.2至0.5%，余量为铁（Fe）。 

实施例： 

一、配料：主要原物料的配比：废钢=5%，微碳铬铁=8%，镍板=5%，返材=80%铌铁=%，氮化铬=0.6%，其他铁合金适量。 

二、熔炼及调质：熔炼设备采用中频感应电炉，感应电炉的容量从0.5吨至3吨不等。将上述配好的原物料按顺序依次投入炉内，然后送电升温；当投入的物料完全容开，继续升温至1580度左右，取分光分析试片进行分光分析；根据分光分析的结果计算超标元素的调整量，然后按照调整量将合金加入感应电炉内，待温度升高至1600度左右再进行分光分析直至各元素满足要求。分析结果见下表： 

三、出汤及熔汤处理：化学成分满足要求后炉内钢水继续升温至1680度左右出汤，出汤前断电静置3至5分钟后扒去钢水表面的浮渣。将预热充分的浇注包定位至感应电炉出钢水口处准备出钢水。在出钢水过程中向包内投入变质剂（目的：脱氧、除气、细化晶粒），出汤完毕后除去钢水表面浮渣，等待浇注。 

四、浇注及拆箱：浇注前包内测温，测温结果符合标准要求（1550~1650度）进行浇注。浇注完毕至拆箱的时间间隔控制在60分钟以上。 

五、后处理：铸件拆箱以后进行洗砂、研磨、修整、检验等工序后即可入库。 

本发明汽车涡轮壳及排气管用奥氏体耐热钢的优点是：1100℃的屈服点为50MPa以上；1200℃的导热系数为27W/（m*K）以上；1200℃的弹性模量为 90GPa以上；900℃65MPa时，蠕变断裂时间为65h以上。因此使用这种钢材生产的汽车涡轮壳及排气管具有优良的抗热冲击、抗氧化性能；具有耐热温度高；热膨胀系数小、热传导系数高；热扩散速度快等其他耐热合金不具备的性质。