[发明专利]一种抗高温合金钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种抗高温合金钢及其制备方法。

背景技术

优异的高温强度、良好的抗氧化与高温抗腐蚀性是裂解炉管关键部件必须具备的特点。 通常认为合金高温服役期间，在材料表面形成一层完整致密的氧化铬可以有效地保护基体， 提高合金的使用寿命。在此基础上，有人通过预氧化的方法促进合金表面形成一层致密氧化 铬，以提高合金的抗高温腐蚀能力。但是由于合金服役期间受到热应力的影响，因此氧化膜 容易剥落，从而失去其对基体的保护性。另一方面，当硅元素以不连续内氧化产物的形式存 在于氧化膜与基体界面时，可以显著提高氧化膜与基体结合强度。

为了提高合金钢的抗高温氧化性能，中国发明专利CN1391517公开了具有良好耐高温氧 化性的耐热合金的制备方法，其中由奥氏体的耐热镍基合金或钴基合金或不锈钢构成的良好 变形性的基础材料在一面或两面上涂覆上一层铝或铝合金，这种由基础材料和铝涂层形成的 复合材料有良好的粘附性，通过变形在有或没有中间退火的情况下形成最终尺寸。中国发明 专利CN101798662A还公开了一种抗高温氧化性的篦条及其制备方法，该发明包括如下重量 百分含量的组分：C0.3～0.6％，N0.2～0.4％，Cr22～25％，Si0.3～0.5％，Mn3～4％，Ni6～8％， B0.001～0.002％，Zr＜0.01％，余量为Fe。该发明的篦条采用熔化、精炼、合金化和浇注几 个阶段进行制备而成。该发明篦条具有高硬度和较好冲击性能，在高温下抵抗变形能力提高， 同时耐磨性也提高，由于该发明篦条的氧化膜中不含Mn₃O₄，使得其氧化膜在高温下稳定且 致密性和连续性较好，与基材的结合程度较高，具有优良的抗氧化性能，优于现有篦条。中 国发明专利CN1431338还公开了一种提高Ti-Al合金抗高温氧化的铬改性铝化物涂层的制备， 该涂层由铝67、钛25和铬8组成，其制备工艺采用包埋渗的方法制备，其方法是：先按量 准确称取渗剂，渗剂的配比按重量百分比为：8～12％铝，25～35％铬，1～3％氯化钠，2～4％ 氯化氨，其余为三氧化二铝；将称取好的渗剂进行研磨和搅拌；将充分混合好的渗剂置于温 度为110℃的烘箱中进行烘干；把烘干过的渗剂装入坩埚，并把试样埋入渗剂中，再将坩埚 置入高温电阻炉后通入干燥氩气，加热到1100℃，通过控制时间，实现在Ti-Al合金表面制 备不同厚度的铬改性铝化物涂层。

但是，上述发明存在贵重合金元素加入量较多，材料成本高，以及材料的抗高温氧化性 能不足等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗高温氧化的合金钢新材料，该合金钢抗高温氧化性能高， 适合用于裂解炉管关键部件的制作材料。

上述目的是通过如下技术方案得以实现的：

一种抗高温合金钢，包括如下化学成分：0.30～0.50wt％镍、0.80％～1.40wt％锰、 0.20～0.34wt％硅、0.14～0.18wt％碳、0.02～0.06wt％硼、0.01～0.02wt％磷、0.015～0.025wt％硫、 0.08～0.1wt％铬、0.06～0.2wt％钒、0.2～0.3wt％铜、0.02～0.08wt％钼、0.08～0.1wt％钛、 0.02～0.04wt％铌、0.06～0.2wt％铷、0.08～0.1wt％钍、0.06～0.1wt％铒和铥，余量为铁；其中， 所述铥含量为铒含量的2～4倍。

优选地，所述的抗高温合金钢包括如下化学成分：0.40wt％镍、1.10wt％锰、0.27wt％硅、 0.16wt％碳、0.04wt％硼、0.015wt％磷、0.02wt％硫、0.09wt％铬、0.13wt％钒、0.25wt％铜、 0.05wt％钼、0.09wt％钛、0.03wt％铌、0.13wt％铷、0.09wt％钍、0.08wt％铒和铥，余量为铁； 其中，所述铥含量为铒含量的3倍。

优选地，所述的抗高温合金钢包括如下化学成分：0.30wt％镍、0.80％wt％锰、0.20wt％ 硅、0.14wt％碳、0.02wt％硼、0.01wt％磷、0.015wt％硫、0.08wt％铬、0.06wt％钒、0.2wt％ 铜、0.02wt％钼、0.08wt％钛、0.02wt％铌、0.06wt％铷、0.08wt％钍、0.06wt％铒和铥，余量 为铁；其中，所述铥含量为铒含量的2倍。