[发明专利]一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及高温耐氧化及高温耐腐蚀领域，具体为一种辐射管用 耐高温合金材料及其铸造工艺。

背景技术

工业窑炉通常应用燃气辐射管作为加热装置来降低窑炉的基础 建设和运行成本，提高生产效率，延长炉窑寿命。燃气辐射管的燃烧 气氛及燃烧产物不与被加热工件直接接触，大大提高产品的质量，目 前在金属热处理及工业干燥领域中广泛应用。

辐射管的关键部件是管体，它将燃料燃烧释放的热量辐射给被加 热物料。因为管体表面直接接触燃烧火焰和高温烟气，管体表面的金 属材料会被局部灼烧和氧化失效；若沿管体方向存在较大的温差，管 体则需要承受较大的热应力，这将直接影响辐射管的使用寿命；再加 上燃烧时气流的冲击，也会产生一定的震动。

因此辐射管的材料需要满足下列条件：(1)耐高温(2)、表面 黑度高(3)、导热系数大(4)、较高的结构强度和良好的气密 性(5)、在最高温工作温度及自身负荷作用下，抗氧化性能好，并 可以承受足够大的高温蠕变和破坏强度。(6)、热膨胀系数小(7)、 成本低。

高温段辐射管耐高温度在1150℃—1250℃之间，常规的HK40或 者Cr25Ni35这两种材质只能用于不超过980℃的温度，我们常用的 材质有Cr28Ni48W5或者Cr33Ni50W13，耐高温性能不足，经过一端 时间使用后会产生烧损、弯曲变形、断裂；另这两种材质的Ni含量 较高，生产制作成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中辐射管都选用 Cr28Ni48W5或者Cr33Ni50W13，而这些刚的耐高温性能不足、使用寿 命较低且成本较高的缺陷，提供一种辐射管用耐高温合金材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种辐射管用耐高温合金材料，含有以下重量百分比的各组分:

C0.30％～0.50％、Cr29.0％～35.0％、Ni26％～30％、Si2.6％～ 6.5％、W3.5％～5.5％、Mo0.5％～1.5％、Mn2％～5.9％、Al3％～6％、 Ti0.5％～1.5％、B1.6％～2.5％，余量为铁和不可避免的杂质，所述 杂质的含量≤3％。

进一步的，一种辐射管用耐高温合金材料，含有以下重量百分比 的各组分:

C0.30％～0.50％、Cr30.0％～32.0％、Ni28％～30％、Si4％～6.0％、 W4％～5％、Mo0.8％～1.2％、Mn3％～5％、Al4％～5％、Ti0.8％～1.2％、 B1.8％～2.2％，余量为铁和不可避免的杂质，所述杂质的含量≤3％。

进一步的，一种辐射管用耐高温合金材料，含有以下重量百分比 的各组分C0.40％、Cr32.0％、Ni28％、Si4.6％、W4.5％、Mo1％、 Mn4％、Al4.5％、Ti1％、B2％，余量为铁和不可避免的杂质，所述 杂质的含量≤3％。

一种辐射管用耐高温合金材料的铸造工艺，包括以下几个步骤：

1)、按照配方称取原料；

2)、将原料在熔炉内共同熔炼；熔炼的温度为1550～1650℃；

3)、浇铸成型；浇铸温度为1400～1500℃；优选的，在浇铸前 将铸型预热为200～500℃，浇筑后铸锭在900～950℃下保温2～10 小时。

4)、退火处理；在450～650℃的温度下预热0.5～2小时，再加 热到900～950℃后退火处理，随炉冷却值300～350℃的温度出炉空 冷。

本发明的辐射管用耐高温合金材料配方中C的含量为0.30％～ 0.50％，可以保证合金得到好的强度、硬度、韧性、耐热性的配合， 尤其是保证其与Cr、W、Ti等合金元素作用形成高硬度、高稳定性的 合金碳化物，使合金有足够的耐热性和强硬度。含碳量偏低，材料的 韧性和耐蚀性将得以提高，但强度和耐热性会不够；含碳量过高，材 料的硬度、热强性会改善，但韧性会下降。