[发明专利]一种耐热耐磨蚀双相不锈钢铸造合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐热耐磨蚀双相不锈钢铸造合金材料，属钢铁合金材料技术领域。

背景技术

双相不锈钢铸钢在耐磨耐蚀铸钢的发展应用领域中占有非常重要的作用，尤其在石化和海洋工程等领域。

随着城市的发展越来越大，生活垃圾的处理变得日益严重。目前城市生活垃圾的处理主要采用填埋和焚烧发电。垃圾焚烧发电根据焚烧炉不同的技术，主要分为循环流化床焚烧炉和炉排焚烧炉两种技术。炉排炉技术直接对垃圾进行焚烧，对垃圾质量和成分的要求较低，前处理简单，飞灰量少，技术成熟，是发达国家目前采用的主要技术。炉排焚烧炉技术中的炉排是该技术的主要关键易损件，长期处于高温、冲刷和高氯离子腐蚀环境中，目前相当一部分厂家采用的是耐热奥氏体材料，经过一定时间的运作，炉排磨损和腐蚀过度，易导致炉排断裂，不及时停机会造成设备事故。为此开发一种耐高温、耐磨同时耐氯离子腐蚀的新材料是该技术进一步发展所面临的问题之一，如何解决好提高炉排的使用寿命和合理的制造成本之间的关系是本发明的初衷所在。

本发明经过科研人员的设计和反复试验，借助实验室先进仪器物理模拟铸钢生产并结合企业现场试制验证，充分探究了耐热耐磨蚀双相不锈钢铸件中合金元素的作用行为，优化铸钢材料配方，并确立与其相应配套的热处理工艺，形成完整的材料与工艺一体的耐热耐磨蚀双相不锈钢铸钢件制造技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性价比、在650-950℃温度范围内具有很好的耐磨耐蚀性能的耐热耐磨蚀双相不锈钢铸造合金材料。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种耐热耐磨蚀双相不锈钢铸造合金材料，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：C：0.15-0.45，Cr：25.0-28.0，Ni：4.0-6.0，Mo：0.5-1.0，Nb：0.05-1.5， Mn≤1.0， Si≤1.5，P≤0.03，S≤0.03，且满足C+N≤0.5和Nb+V≤1.5，余量为Fe和不可避免的杂质，该成分范围内钢的组织为铁素体和奥氏体。

该合金材料奥氏体的含量为40-60%

该合金材料采用传统常规的熔炼工艺方法，经配料熔炼后，浇铸成型，再经1000-1200℃的固溶和700-900℃的时效处理。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明在室温抗拉强度为500-700 MPa，伸长率在20%以上；尤其该材料在650-950℃温度范围内具有很好的耐磨耐蚀性能，是一种制造垃圾发电站用机械炉排的候选较佳材料。

本发明的耐热耐磨耐蚀双相不锈钢的原因在于：在耐氯离子腐蚀的双相不锈钢中同时加入碳氮化物形成元素如Nb、V等，在满足耐蚀许可的条件下，在650-950℃使用温度范围内析出大量碳氮化物来增加其耐磨性，它们的优化组合确保该材料具有优良的耐热耐磨耐蚀性，满足特定苛刻环境下的使用要求。

附图说明

图1为本发明实施例1的金相微观组织图片；

图2为本发明实施例2的金相微观组织图片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例中，采用耐热耐磨蚀双相不锈钢铸钢材料的成分及质量百分比如下：

        Cr               27.0

        Ni               4.8

        Mo              0.70

        C               0.35

        Nb              0.30

Mn              0.51

V               0.05

        Si               1.2

        S                0.002

P                0.002

Fe               余量

采用传统常规的熔炼工艺方法，经综合计量计算和配料熔炼后，浇铸成型，最终制得双相不锈钢铸件。经1000-1200℃的固溶和700-900℃的时效处理后，得到良好的金相微观组织参见如图1所示，其室温抗拉强度大于500 MPa，伸长率大于20%，该材料在650-950℃温度范围内具有很好的耐磨耐蚀性能，是一种制造垃圾发电站用机械炉排的候选较佳材料。