專利名稱：中硅低合金耐熱球鐵箅條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明中硅低合金耐熱球鐵篦條屬低合金耐熱球鐵。
目前，國內(nèi)外使用耐熱鑄鐵大都是采用含碳量2.5～3.5%，硅含量為3.5～6.0%，其余加入少量的其它元素，如Cr，Mo，Al，Mg等，這些耐熱鑄鐵具有較高的抗高溫氧化性能，且在高溫及變溫下具有較好的高強(qiáng)度和耐熱疲勞性能。如沈陽飛機(jī)制造公司89年11月7日申請(qǐng)的“低鉻中硅鉬鐵素體球墨鑄鐵”，其化學(xué)成分為C2.0～3.0%，Si4.5～6.0%，Cr0.2～0.4%，余下為Mn，Mo等少量合金元素，此種材料適于做耐高溫模具材料。在冶金行業(yè)中，燒結(jié)機(jī)上的臺(tái)車篦條經(jīng)常在高溫及變溫下使用，目前常用的材料有26Cr、18Cr、鑄鐵、中硅及硅鋁系耐熱球鐵等。高合金鑄鐵、鑄鋼篦條一般用于現(xiàn)代化的大型燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，其壽命較長，通常為19～36個(gè)月，但價(jià)格昂貴成本高，并且在使用中存在脆斷現(xiàn)象。而一般中、小型燒結(jié)機(jī)臺(tái)車篦條大多采用鑄鐵，耐熱球鐵等，它們的化學(xué)成分大都為C2.4～3.0%;Mn＜0.7%，其中Si的含量均在6.0%以下。這些材料雖然價(jià)格低，但壽命較短，其使用壽命為10個(gè)月左右。
本發(fā)明的目的在于研究出一種使用壽命長，制造成本低的新的燒結(jié)機(jī)臺(tái)車篦條。
新的燒結(jié)臺(tái)車篦條的特點(diǎn)是增加了篦條中的抗氧化元素的含量，并通過多元微合金化提高篦條的綜合性能。特別是提高了Si的含量。硅是提高抗氧化性能的主要元素，材料的抗氧化性能隨Si的增加而提高，但隨著Si含量的增加材料的脆性也增加。目前普通中硅球鐵的硅含量為6.0%以下，而本發(fā)明的新材料中，硅的含量可高達(dá)7.8%，這也是它的一個(gè)突出特點(diǎn)。除了保證本發(fā)明中硅低合金耐熱球鐵篦條具有高的抗氧化性能，還要保證它具有良好的強(qiáng)韌性，其設(shè)計(jì)成分中除增大了硅的含量，同時(shí)添加了其他的微合金元素，如Cr，Mo，Al，Ba等，該發(fā)明的具體成分如下(重量百分比)C2.50～2.90;Si6.50～7.80;Mn0.20～0.35;P0.03～0.05;S0.03～0.05;Mg0.012～0.040;Xt0.035～0.055;Cr0.30～0.50;Mo0.30～0.50;Al0.12～0.50;Ba0.005～0.070，余下為Fe。其中Si的最佳含量為6.70～7.20%。
本發(fā)明的篦條材料可用中頻感應(yīng)電爐冶煉也可由沖天爐冶煉。其球化處理與一般球鐵相同，即采用沖入法。球化處理溫度即出鋼溫度，約為1450～1500℃，最佳球化處理溫度為1470℃左右。球化劑使用的是稀土硅鎂合金，即6＃合金，用量為鐵水總量的0.8%，粒度為5mm。本發(fā)明篦條采用金屬模澆注，澆注溫度約為1350℃，熱脫模。為進(jìn)一步提高其抗氧化性能，篦條在窯式爐內(nèi)在780～800℃經(jīng)4～5小時(shí)退火處理，最后，可獲得單一的鐵素體基體組織及均勻分布的石墨球。
本發(fā)明的低合金中硅耐熱球鐵篦條，從經(jīng)濟(jì)和壽命兩方面看，成分設(shè)計(jì)合理，因而使該篦條具有良好的綜合性能，特別是具有良好的抗氧化性能。具體性能如下1.具有良好的抗氧化性能;
從實(shí)際使用的篦條計(jì)算，使用溫度850～200℃，使用時(shí)間為10～16個(gè)月，氧化失重為0.0213～0.1035g/M2·h。18Cr在900℃使用溫度，使用時(shí)間為500小時(shí)，其氧化失重為0.0199～0.1181g/M2·h;原鑄鐵篦條和本發(fā)明篦條在同一燒結(jié)臺(tái)車上使用四個(gè)月后，原鑄鐵篦條失重0.5kg(原重為3kg)，新發(fā)明篦條外形完好如初，稱重結(jié)果，幾乎沒失重。因此可以看出，本發(fā)明篦條的耐熱性和抗氧化性能已達(dá)到高合金18Cr的抗氧化性能，而大大優(yōu)于原鑄鐵篦條。
2.具有良好的耐熱沖擊性能即具有較好的熱耐疲勞性。
在10～16個(gè)月使用中，經(jīng)850～200℃的反復(fù)冷熱循環(huán)，未發(fā)現(xiàn)一根篦條出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
3.具有良好的高溫強(qiáng)度。
在750℃下，δo為200～220MPa。
4.具有良好的高溫沖擊性能。
在750～850℃下，沖擊功為22～60AKJ。
5.常溫硬度(HB)330～350。
6.常溫抗拉強(qiáng)度(MPa)δo為360～380。
7.抗生長性能(%)750℃時(shí)0.030～0.035。
本發(fā)明的中硅低合金耐熱球鐵篦條，自1990年9月份在鞍鋼東鞍山燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)組上試驗(yàn)，前后兩次共二年多，共試驗(yàn)74噸篦條，其實(shí)施例篦條的化學(xué)成分、性能如下實(shí)施例11)化學(xué)成分(重量%)成分 C Si Mn P S Mg含量 2.70 7.46 0.21 0.045 0.042 0.024成分 Xt Cr Mo Al Ba Fe含量 0.038 0.42 0.39 0.20 0.005 剩余2)抗氧化性能在850～200℃，使用10個(gè)月，氧化失重為0.0316g/M2·h。
3)耐熱沖擊和熱耐疲勞性能。
經(jīng)在燒結(jié)機(jī)上使用10個(gè)月，在820～200℃反復(fù)冷熱循環(huán)，未發(fā)現(xiàn)一根篦條有斷裂現(xiàn)象。
4)高溫強(qiáng)度在750℃下δo為208MPa。
5)高溫沖擊性能在750～850℃下，沖擊功為36AKJ。
6)常溫硬度(HB)為338。
7)常溫抗拉強(qiáng)度為372MPa。
8)抗生長性能(%)，750℃時(shí)為0.032。
實(shí)施例21)化學(xué)成分(重量%)成分 C Si Mn P S Mg含量 2.78 6.86 2.29 0.036 0.035 0.030成分 Xt Cr Mo Al Ba Fe含量 0.042 0.45 0.46 0.30 0.035 剩余2)抗氧化性能在850～200℃，使用16個(gè)月，氧化失重為0.0428g/M2·h。
3)耐熱沖擊和熱耐疲勞性能。
經(jīng)在燒結(jié)機(jī)上使用16個(gè)月，在820～200℃反復(fù)冷熱循環(huán)，未發(fā)現(xiàn)一根篦條有斷裂現(xiàn)象。
4)高溫強(qiáng)度在750℃下δo為212MPa。
5)高溫沖擊性能在750～850℃下，沖擊功為42AKJ。
6)常溫硬度(HB)為340。
7)常溫抗拉強(qiáng)度為370MPa。
8)抗生長性能(%)，750℃時(shí)為0.031。
權(quán)利要求
1.一種中硅低合金耐熱球鐵篦條，其特征在于其化學(xué)組成(重量%)為C2.50～2.90；Si6.50～7.80；Mn0.20～0.35；Cr0.30～0.50；Mo0.30～0.50；Al0.12～0.50；Mg0.012～0.040；Xt0.035～0.055；S0.03～0.05；P0.03～0.05；Ba0.005～0.070%，余下為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的一種中硅低合金耐熱球鐵篦條，其特征在于其Si的最佳范圍為6.70～7.20%。
全文摘要
本發(fā)明中硅低合金耐熱球鐵箅條，其化學(xué)組成(重量％)為C2.50～2.90；Si6.50～7.80；Mn0.20～0.35；P0.03～0.05；S0.03～0.05；MgO0.012～0.040；Xt0.035～0.055；Cr0.30～0.50；Mo0.30～0.50；Al0.12～0.50；Ba0.005～0.07；余下為Fe。由于增加了抗氧化元素Si的含量，并通過其他的多元微合金化元素的添加，使箅條具有良好的綜合性能，特別是具有高的抗氧化性能和良好的耐熱疲勞性能，其抗氧化性能已接近18Cr的水平。該箅條耐氧化、耐磨、耐熱沖擊，不變形，不斷裂，使用壽命長，價(jià)格低，可代替高合金箅條用于燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上。
文檔編號(hào)F27B21/02GK1103435SQ93115938
公開日1995年6月7日 申請(qǐng)日期1993年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月1日
發(fā)明者紀(jì)世普, 王書惠, 龐兆夫 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所