[发明专利]一种低成本含铝耐热钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低成本含铝耐热钢及其制备方法。其技术方案是：所述低成本含铝耐热钢的化学成分及其含量是：C为0.4～0.5wt％，Si为1.39～1.62wt％，Mn为1.5～2.1wt％，Cr为23～24.3wt％，Al为3.3～6.6wt％，V为0.11～0.21wt％，Ti0.3wt％，Ta为0.06～0.14wt％，Nb为0.06～0.14wt％，Zr为0.003～0.03wt％，P0.035wt％，S0.005wt％，其余为Fe和不可避免的杂质，且同时满足0.24(Ta+Nb+Zr)/(V+Ti)2.82。按所述低成本含铝耐热钢的化学成分及其含量配料，采用真空感应炉熔炼，用模铸工艺浇注钢坯，将所得钢坯锻造或热轧，即得低成本含铝耐热钢。本发明所制制品不含镍、钴、钨和钼等高成本元素，不添加冶炼难度高的氮元素，具有成本低和抗氧化性优异的特点。

技术领域

本发明属于耐热钢技术领域。具体涉及一种低成本含铝耐热钢及其制备方法。

背景技术

耐热钢是在高温环境下使用的钢种，需要有足够的高温抗氧化性和高温强度，广泛应用于相关工业生产过程中，如以天然气为热源的热处理炉喷嘴、水泥工业中的分解炉和石油化工产业中的裂解管等零部件。由于苛刻的工作条件，耐热钢的损耗非常大，所以耐热钢成本的降低和性能的改善对提高经济效益具有重大作用。

现有耐热钢的适用温度大多在1000℃以下，如果用在1000℃以上的工作环境中，则会有高温抗氧化性不足以及成本过高的缺点。如“奥氏体耐热铸钢、其制备方法及应用”(CN201510952246)专利技术，用该专利技术得到的耐热钢虽具备良好的综合性能，但其含有一定量成本较高的钴、钼以及超过10wt％的镍元素，氮元素的添加也会增加熔炼控制难度，对成本造成压力；此外，所述耐热钢的高温抗氧化层以Cr₂O₃为主要组成物相，在含有水蒸气的环境中易生成CrO₂(OH)₂，进而挥发造成氧化膜破裂，从而使设备性能降低和使用寿命缩短。日本住友金属工业株式会社的“奥氏体系耐热合金”(CN201080055959)专利技术，采用该技术得到的耐热钢不仅镍含量高达40wt％以上，还含有一定量的钴、钨和钼元素，如此高成本的耐热钢若大量使用，会对企业成本与自然资源造成巨大的压力；且用该专利技术得到的耐热钢仍以铬为主要抗氧化元素，依然存在上述CrO₂(OH)₂挥发的问题，其抗氧化性与实际工业生产中的需求仍存在差距。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种生产成本低和抗高温氧化性好的低成本含铝耐热钢。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述低成本含铝耐热钢的化学成分及其含量是：C为0.4～0.5wt％，Si为1.39～1.62wt％，Mn为1.5～2.1wt％，Cr为23～24.3wt％，Al为3.3～6.6wt％，V为0.11～0.21wt％，Ti0.3wt％，Ta为0.06～0.14wt％，Nb为0.06～0.14wt％，Zr为0.003～0.03wt％，P0.035wt％，S0.005wt％，其余为Fe和不可避免的杂质，且同时满足0.24(Ta+Nb+Zr)/(V+Ti)2.82。

所述低成本含铝耐热钢的制备方法是：按所述低成本含铝耐热钢的化学成分及其含量配料，采用真空感应炉熔炼，用模铸工艺浇注钢坯，将所得钢坯锻造或热轧，即得低成本含铝耐热钢。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：