一種耐高溫鑄鋼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫鑄鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄鋼是在凝固過程中不經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變的用于生產(chǎn)逐漸的鐵基合金的總稱，鑄造合金的一種。鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼三類。鑄鋼是以鐵、碳為主要元素的合金，碳含量0-2%。目前為止，雖然鑄鋼技術(shù)得到很大發(fā)展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場(chǎng)合還不能滿足生產(chǎn)的要求，比如目前的鑄鋼耐高溫性差，在高溫中容易出現(xiàn)裂紋、斷裂現(xiàn)象，現(xiàn)在主要是加入較多的鎳來提高鑄鋼的耐高溫強(qiáng)度，但是鎳的成本高，而且已經(jīng)變成日益稀有的元素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐高溫鑄鋼及其生產(chǎn)方法，生產(chǎn)的鑄鋼具有較好的高溫抗氧化性、高溫?zé)崞谛院透邷乜沽鸭y性等特點(diǎn)，同時(shí)成本低廉。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種耐高溫鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為:碳0.06-0.09、硅1.2-1.6、鋁 0.8-1.2、鎂 1.4-1.6、鋅 2.0-2.2、錳 0.12-0.14、鈦 0.03-0.05、P 彡 0.01、S彡0.01、余量為鐵。
[0006]優(yōu)選地，所述的耐高溫鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為??碳0.08、硅 1.5、鋁 1.0、鎂 1.5、鋅 2.1、錳 0.13、鈦 0.04, P ^ 0.0U S ^ 0.01、余量為鐵。
[0007]所述的耐高溫鑄鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0008](I)配料:將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；然后按如下順序向爐內(nèi)投入合金元素:1)鎂、鋅、鈦；2)硅、鋁、錳；3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；
[0009](2)熔煉:進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化；
[0010](3)出鋼、澆注、鑄后熱處理；
[0011]步驟(3)中所述的鑄后熱處理是:先升溫至600-700°C，保溫2_3小時(shí)；再降溫至300-400°C，保溫1-2小時(shí)；再升溫至500-550°C，保溫2_3小時(shí)，取出空冷即得。
[0012]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0013]本發(fā)明的耐高溫鑄鋼，通過合理設(shè)置各化學(xué)元素配比，生產(chǎn)的鑄鋼具有優(yōu)異的高溫抗氧化性、高溫?zé)崞谛院透邷乜沽鸭y性等特點(diǎn)，高溫不起皮，成本低廉；碳是鋼中重要組成元素，鋼中含碳量增減，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，碳量高會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性，因此降低碳含量可以提高鑄鋼的耐腐蝕性能和抗沖擊性能；硅能提高鋼的硬度和強(qiáng)度，且能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，因此加入一定量的硅，可以提高其硬度和強(qiáng)度，含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí)，表面將形成一層Sicv薄膜，從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性；控制錳的含量，可以保證鑄鋼的拉伸強(qiáng)度；本發(fā)明通過設(shè)置特定含量的碳和硅，改善了鋼的機(jī)械性能，同時(shí)無需加入鉻、鎳等合金元素，大大降低了成本，生產(chǎn)過程易于控制。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，在未脫離本發(fā)明宗旨的前提下，所作的任何改進(jìn)均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]一種耐高溫鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為??碳0.06、硅1.6、鋁
0.8、鎂 1.6、鋅 2.0、錳 0.12、鈦 0.03, P ^ 0.0U S ^ 0.01、余量為鐵。
[0017]所述的耐高溫鑄鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0018](I)配料:將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；然后按如下順序向爐內(nèi)投入合金元素:1)鎂、鋅、鈦；2)硅、鋁、錳；3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；
[0019](2)熔煉:進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化；
[0020](3)出鋼、澆注、鑄后熱處理；
[0021]步驟(3)中所述的鑄后熱處理是:先升溫至600°C，保溫3小時(shí)；再降溫至400°C，保溫2小時(shí)；再升溫至500°C，保溫2小時(shí)，取出空冷即得。
[0022]本實(shí)施例1的耐高溫鑄鋼的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1356MPa，延伸率15.2%，斷面收縮率34%，沖擊韌性65J/cm2，硬度275HB。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]一種耐高溫鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為??碳0.08、硅1.5、鋁
1.0、鎂 1.5、鋅 2.1、錳 0.13、鈦 0.04, P ^ 0.01、S 彡 0.01、余量為鐵。
[0025]所述的耐高溫鑄鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0026](I)配料:將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；然后按如下順序向爐內(nèi)投入合金元素:1)鎂、鋅、鈦；2)硅、鋁、錳；3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；
[0027](2)熔煉:進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化；
[0028](3)出鋼、澆注、鑄后熱處理；
[0029]步驟(3)中所述的鑄后熱處理是:先升溫至650°C，保溫3小時(shí)；再降溫至350°C，保溫2小時(shí)；再升溫至550°C，保溫2小時(shí)，取出空冷即得。
[0030]本實(shí)施例2的耐高溫鑄鋼的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1421MPa，延伸率15.8%，斷面收縮率35%，沖擊韌性68J/cm2，硬度28IHB。
[0031]實(shí)施例3:
[0032]一種耐高溫鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為??碳0.09、硅1.2、鋁
1.2、鎂 1.6、鋅 2.2、錳 0.12、鈦 0.05, P ^ 0.0U S ^ 0.01、余量為鐵。
[0033]所述的耐高溫鑄鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0034](I)配料:將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；然后按如下順序向爐內(nèi)投入合金元素:1)鎂、鋅、鈦；2)硅、鋁、錳；3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；
[0035](2)熔煉:進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化；
[0036](3)出鋼、澆注、鑄后熱處理；
[0037]步驟(3)中所述的鑄后熱處理是:先升溫至700°C，保溫2小時(shí)；再降溫至400°C，保溫I小時(shí)；再升溫至500°C，保溫3小時(shí)，取出空冷即得。
[0038]本實(shí)施例3的耐高溫鑄鋼的機(jī)械性能為:拉伸強(qiáng)度1321MPa，延伸率14.8%，斷面收縮率29%，沖擊韌性58J/cm2，硬度269HB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐高溫鑄鋼，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為:碳0.06-0.09、硅 1.2-1.6、鋁 0.8-1.2、鎂 1.4-1.6、鋅 2.0-2.2、錳 0.12-0.14、鈦 0.03-0.05、P彡0.01、S彡0.01、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫鑄鋼，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為-M 0.08、硅 1.5、鋁 1.0、鎂 1.5、鋅 2.1、錳 0.13、鈦 0.04,P ( 0.0US ( 0.01、余量為鐵。
3.一種如權(quán)利要求1所述的耐高溫鑄鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)配料:將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；然后按如下順序向爐內(nèi)投入合金元素:1)鎂、鋅、鈦；2)硅、鋁、錳；3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻； (2)熔煉:進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化； (3)出鋼、澆注、鑄后熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫鑄鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟(3)中所述的鑄后熱處理是:先升溫至600-700°C，保溫2-3小時(shí)；再降溫至300-400°C，保溫1_2小時(shí)；再升溫至500-550°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫鑄鋼及其生產(chǎn)方法，其含有的化學(xué)元素成分及其重量百分比為：碳0.06-0.09、硅1.2-1.6、鋁0.8-1.2、鎂1.4-1.6、鋅2.0-2.2、錳0.12-0.14、鈦0.03-0.05、P≤0.01、S≤0.01、余量為鐵。生產(chǎn)方法：(1)配料：將生鐵與廢鐵按1：2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；然后按如下順序向爐內(nèi)投入合金元素：1)鎂、鋅、鈦；2)硅、鋁、錳；3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為8-10分鐘，投料后攪拌均勻；(2)熔煉：進(jìn)行脫硫、脫氧、合金化；(3)出鋼、澆注、鑄后熱處理；本發(fā)明的耐高溫鑄鋼，通過合理設(shè)置各化學(xué)元素配比，生產(chǎn)的鑄鋼具有優(yōu)異的高溫抗氧化性、高溫?zé)崞谛院透邷乜沽鸭y性等特點(diǎn)，高溫不起皮，成本低廉，生產(chǎn)過程易于控制。
【IPC分類】C22C38-14
【公開號(hào)】CN104630626
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510064483
【發(fā)明人】梅百榮
【申請(qǐng)人】銅陵百榮新型材料鑄件有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日