[发明专利]一种多相组织的镍铬铁系高温合金及制备方法

说明书

本发明涉及一种多相组织的镍铬铁系高温合金及制备方法，其中合金的各组分重量百分含量为：Ni：35.0～45.0%；Cr：30.0～42.0%；Fe：余量；W：0～3.00%；Nb：0～3.00%；C：0.30～1.10%；Si≤2.00%；Mn≤2.00%；Al≤1.00%；B≤0.02%；V≤1.00%；S≤0.035%；P≤0.035%；La≤0.5%。该合金组分中的W、Nb、C、Si、Mn、Al、B、V、La等，起固溶、晶界及二相强化作用，采用高纯净熔炼+电渣重熔双联冶金工艺技术，通过热加工、热处理改善合金的组织力学性能，所得合金具有抗渗碳、抗焦化、抗硫化、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损的性能。

技术领域

本发明涉及一种镍铬铁系高温合金，特别涉及一种多相组织的镍铬铁系高温合金及制备方法。

背景技术

在碳素厂、焦化炉、熔融硅酸盐、熔融硫酸盐环境条件下，需要具有高温高强度、优异的抗氧化特性、良好的耐腐蚀能力的合金材料，制作成可在高应力高温腐蚀条件下长时工作的零部件，如保护管、漏板、通气管、过热管、溢流口、喷管及塔等装置部件。

在不同环境条件下工作的零部件，对材料的要求是不同的，既要求材料的性能，也要求材料的可加工性，更要考虑材料的经济性。

目前，在碳素厂、焦化炉、熔融硅酸盐、熔融硫酸盐等环境条件下可使用的合金材料，有K407、GH5K、GH3007、MGH4755 等合金材料，这类合金材料都有其局限性，且经济性不高。如：K407铸造合金塑性低，不易做复杂件；MGH4755弥散强化合金可加工性差，难于做长大件；GH3007强度低，高温耐温性不够；即使GH5k在高温高强度、抗氧化、耐腐蚀等综合特性相对较好，也难以满足零部件加工特性及服役工况条件要求，从而影响零部件可使用性、寿命及可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多相组织的镍铬铁系高温合金及制备方法，发明所述合金具有高温高强度、优异的抗氧化、耐腐蚀及耐磨损的能力，以及较好的经济特性。发明所述合金为多相复合强化合金，具有抗焦化、抗渗碳、抗硫化、抗氧化、抗磨损特性及优良的耐腐蚀、优异的高温高强度能力，并具有较好的热加工塑性，适合制作在高温承受持久应力及各种强腐蚀服役环境工作的零部件。

本发明所述镍铬铁系高温合金，各组分重量百分含量为：Ni：35.0～45.0%；Cr：30.0～42.0%；Fe：余量；W：0～3.00%；Nb：0～3.00%；C：0.30～1.10%；Si≤2.00%；Mn≤2.00%；Al≤1.00 %；B≤0.02%；V≤1.00%；S≤0.035%；P≤0.035%；La≤0.5%。

上述的镍铬铁系高温合金，较好的技术方案是，C：0.30～0.80%；Cr：32.0～37.0%；Ni：37.0～43.0%；Nb：0.75～2.00%；W：0.25～2.00%；Si：1.00～2.00%；Mn≤1.00%；Al：0.15～0.30%；B：0.004～0.01%；V：0.05～0.2%；S≤0.01%；P≤0.015%；La：0.1～0.2%；余量为Fe。

所述组分中W+Nb为1～3%，以保证合金的高温高强度及耐磨损性能；Al+B+V+La≤0.8%，既保障合金的力学性能，又维持好的热加工性能。

上述合金的多相组织为GAMMA+M₂₃C₆+G +MC或GAMMA+M₂₃C₆+G + SIGMA或GAMMA+M₂₃C₆+G +BCC。

上述镍铬铁系高温合金的制备方法，有以下步骤：

1)真空感应炉熔炼