一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢及生产方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于金属材料领域，具体涉及一种耐热、耐磨、耐腐蚀多元合金钢及生产方法。
技术背景
[0002]稀土是历史遗留下来的名称。稀土元素(Rare Earth Element)是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，很稀少，因而得名为稀土(Rare Earth，简称RE或R)。中国拥有丰富的稀土矿产资源，成矿条件优越，堪称得天独厚，探明的储量居世界之首，为发展中国稀土工业提供了坚实的基础。稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。
[0003]耐热钢是指在高温下具有良好的化学稳定性和较高的强度，能较好的适应高温度条件下的工作需要。抗氧化钢是指在高温下能抵抗气体腐蚀而不会氧化剥落的钢。热强钢是指在高温条件下，能抵抗气体腐蚀而有足够强度的钢。
[0004]耐热合金钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件，对耐热合金钢提出如下要求:(1)足够的持久强度、蠕变强度和持久塑性；(2)高的抗氧化性和耐蚀性能；(3)足够的组织稳定性；(4)良好的焊接性能；(5)良好的冷加工和热加工工艺性能。稀土改善高合金耐热钢的热强性有一定的普遍性。为此开发稀土在合金钢中的应用，对利用我国的富产资源稀土，促进合金钢的发展都是十分有意义的。
[0005]工业燃煤锅炉、燃秸杆锅炉、燃垃圾锅炉种用于热交换的管束上热交换种会产生积灰、结渣、结垢等现象，在管壁上形成积灰、结渣、结垢会使导热系数大幅降低，严重的积灰、结渣、结垢会危及到锅炉的安全运行，为消除管束上的灰、渣、垢就需要除灰器。现在大部分都淘汰了老式的机械除灰，高压蒸汽除灰，旋转式蒸汽除灰，静电除灰，布袋除灰，钢球振打除灰，爆破除灰等除灰器，而越来越多的工业锅炉选用声波振打除灰，而声波振打除灰主要核心部件是涡流腔部件，它长期承受着高温空气介质的腐蚀冲刷，在选材上要求耐磨、耐热、耐腐蚀条件都具备的材料，才能满足工作条件的需求。
【发明内容】
[0006]涡流腔部件的工作环境是安装在高温的锅炉内管束的锅炉内壁上，工作过程是长期在高压空气流作用下的冲刷，又受空气介质的多种物质腐蚀，所以要求钢材在选材上要满足耐腐蚀、耐热、耐磨性能的要求。本发明的目的在于提供一种能够长期在高温空气介质的冲刷下能耐磨、耐热、耐腐蚀的多元合金刚(ZG30Cr22Nil8REB)，克服现有耐热钢存在的技术缺陷，满足钢材的适应性。
[0007]为实现上述目的，本发明采用如下选材研发方案:在高合金铸造钢水中加入自主研发的REB复合变质剂，使铸造出的ZG30Cr22Nil8REB零部件在声波除灰器上应用。
[0008]本发明的有益效果为:
1.通过加入REB复合变质剂及调整各元素的比例关系，使制备的合金钢应用于声波除灰器祸流室等关键部件上后使用寿命提尚2倍以上；
2.使用本发明制备的声波振打除灰器应用于工业锅炉时，使用寿命可提高至4-8年，免维护，给工业锅炉应用厂家节约年维护费用上千万，具有极大的推广应用价值。
【具体实施方式】
[0009]下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0010]本发明所述稀土为稀土硅铁合金，稀土硅铁合金产自包头。
[0011]实施例1
一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢，该合金钢的化学成分为:C0.35wt % ,Mnl.8wt% ,Si 1.7wt % ,Cr25wt % ,Mo0.8wt % ,Ni20wt %，P0.04wt%，S0.04wt%，B0.05wt % ,RE2.0wt %，余量为Fe。
[0012]上述多元合金钢的生产方法，包括以下步骤:
1)将该合金钢除REB复合变质剂之外的的化学成分按比例进行配料；
2)将配料送入中频熔炼炉中进行熔炼，得钢水；
3)把REB复合变质剂在钢水出炉时加入，并在钢水包内充分搅拌均匀，后注入零件模型中；
4)铸造、切割、打磨、清理，得到合金钢的坯料；
5)将坯料经退火处理、粗加工，淬火处理、精加工，得到合金钢的成品。
[0013]所述退火处理为随炉均恒升温2小时至750° C，保温3小时后炉冷到200° C，出炉空冷，进入粗加工阶段。
[0014]所述淬火处理为炉温升到200°C，在炉中升温3小时到1110°C，保温2小时后油冷到200° C，出炉空冷，进行精加工，得到合金钢的成品。
[0015]实施例2
一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢，该合金钢的化学成分为:C0.35wt % ,Mnl.0wt% ?Sil.0wt % ?Cr22wt % ?Mo0.6wt % ?Nil9.0wt % ?P0.03wt% ?S0.04wt% ?B0.05wt%?RE1.5wt %，余量为Fe。
[0016]该实施例2合金钢的生产方法同实施例1。
[0017]实施例3
一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢，该合金钢的化学成分为:C0.30wt %，Mn0.5wt%,Si0.8wt %,Cr20.0wt %,Mo0.3wt %,Nil7wt %,P0.02wt% , S0.02wt%,B0.02wt% ,RE1.0wt %，余量为Fe。
[0018]该实施例3合金钢的生产方法同实施例1。
[0019]实施例4
一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢，该合金钢的化学成分为:C0.25wt%，Mn0.05wt% ,Si0.05wt % ,Cr20.0wt % ,Mo0.lOwt % ,Nil7.5wt % ,P0.01wt% ,S0.02wt% ,B0.02wt % ,RE0.05wt %，余量为Fe。
[0020]该实施例4合金钢的生产方法同实施例1。[0021 ]试验效果
将本发明实施例1-4制备的多元合金钢通过和2640025附20、30181111231-2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N、3Crl8Mn25Si这四种耐热钢进行性能对比试验，其耐热、耐蚀性能均优于上述四种耐热钢，使用寿命高于上述四种耐热钢的2倍以上。
[0022]声波振打除灰器的工况条件是:安装在工作锅炉的预热器、省煤器、过热器道、电除尘及粉煤仓等部分。即处于高温状态下，又处于粉尘较多的环境下工作，又要受到高压空气的冲刷腐蚀。在此工况条件下选材:要求材料具有高耐热性，又要有较高的耐磨性，还要有在空气介质下的耐蚀性，还要求具有可加工性，本发明实施例1-4制备的ZG30Cr22Nil8REB应用于声波振打除灰器上，声波振打除灰器部件的使用寿命提高至4-8年，且使用期间免维护，给工业锅炉应用厂家节约年维护费用上千万。其推广应用价值极尚ο
[0023]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明保护要求范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢，其特征在于，该合金钢的化学成分为C为0.25-0.35wt% ,Μη < 1.8wt % , Si < 1.7wt % ,Μο < Ο.8 wt %，Cr 为 20_25wt %，Ni 为 17-20wt %,P<0.04wt %,S<0.04wt %，REB复合变质剂，余量为Fe ；所述REB复合变质剂为RE和B 的混合物，其中，RE <2.0wt%,B<0.05 wt%。2.—种如权利要求1所述的多元合金钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将该合金钢除REB复合变质剂之外的化学成分按比例进行配料； 2)将配料送入中频熔炼炉中进行熔炼，得钢水；3)把REB复合变质剂在钢水出炉时加入，并在钢水包内充分搅拌均匀，后注入零件模型中； 4)铸造、切割、打磨、清理，得到合金钢的坯料； 5)将坯料经退火处理、粗加工，淬火处理、精加工，得到合金钢的成品。3.根据权利要求2所述的多元合金钢的生产方法，其特征在于，所述退火处理为随炉均恒升温2小时至750° C，保温3小时后炉冷到200° C，出炉空冷。4.根据权利要求2所述的多元合金钢的生产方法，其特征在于，所述淬火处理为炉温升到200° C，在炉中升温3小时到1110° C，保温2小时后油冷到200° C，出炉空冷。
【专利摘要】本发明为一种耐热、耐磨、耐腐蚀的多元合金钢及生产方法。涡流腔部件的工作环境是安装在高温的锅炉内管束的锅炉内壁上，工作过程是长期在高压空气流作用下的冲刷，又受空气介质的多种物质腐蚀，所以要求钢材在选材上要满足耐腐蚀、耐热、耐磨性能的要求。为实现上述目的，本发明采用如下选材研发方案：在高合金铸造钢水中加入自主研发的REB复合变质剂，使铸造出的ZG30Cr22Ni18REB零部件在声波除灰器上应用。本发明的有益效果为：1.通过加入REB复合变质剂及调整各元素的比例关系，使制备的合金钢应用于声波除灰器涡流室等关键部件上后使用寿命提高2倍以上；2.使用本发明制备的声波振打除灰器应用于工业锅炉时，使用寿命可提高至4-8年，免维护，给工业锅炉应用厂家节约年维护费用上千万，具有极大的推广应用价值。
【IPC分类】F23J3/00, C21D1/18, C22C38/44, C22C38/54, F23J1/00, C22C38/40, C22C38/58, C21D1/26, C21D6/00
【公开号】CN105441828
【申请号】CN201510839881
【发明人】张静波
【申请人】安徽久力机械设备有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月27日