[发明专利]耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍铬合金材料及其制造方法，尤其是一种耐磨以及抗拉强度和屈服强度高的耐磨耐高温镍铬合金及其制造方法。

背景技术

目前，一些耐高温材料虽然耐高温能达到1300℃～1360℃之间，但在其生产石油工业做泥浆网、化工填料网、化工化纤工业做筛滤网等材料时，由于其耐磨性能、抗拉强度和屈服强度不高，不是因为脆性易折断，就是因为表面开裂或有波浪形。而普通耐高温合金材料如CH1040、CH3030等材料的耐高温性能不够，只能在600℃～1200℃之间的温度下工作，而且时间不长，耐高温、耐氧化性都很不够。目前常见的镍铬合金材料如2Crl 3Ni l 3、2Cr l 5Ni 20、iCr l 6Ni 25等耐高温性能都不够理想，即便是Cr2 ONi S O等一系列高电阻电热合金其使用的最高温度也只能达到1300℃。因此，当材料需要在1200℃以上高温情况下使用，如将其应用于石油工业做泥浆网、化工填料网、化工化纤工业做筛滤网之中时，就会带来许多问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种具有较强的耐磨性能，且有很好抗拉强度和屈服强度，同时有较高熔点能够长时间耐受1300℃以上高温的耐磨耐高温镍铬合金材料及其制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐磨耐高温镍铬合金，基本由以下成分的重量百分比组成：C：0～0.1，Si：0～0.5，Mn：0～1.0，S：0～0.015，W：0.5％～1.5％，Cr：15～20，Ni：63～70，Al：1.8～2.5，Cu：0～0.8，Fe为余量。

采用以上技术方案，与现有常见的镍铬合金相比，本发明的显著优点是：

1、综合性能明显改善。通过常规产品配方多次组合调整试验，本发明大胆调整配比，打破常规增加铝、铜含量，添加了钨，使合金材料的金相组织得到明显改善，同时兼顾了强度和耐磨性、使产品的耐磨性增加了5.1％，抗拉强度大增加了40％，屈服强度增加了35％，伸长率增加了35％。

2、耐高温性能明显增强。通过调整配比，产品的抗拉强度和屈服强度、耐高温、耐氧化性能明显得到了提高，其抗拉强度达到800，屈服强度395，远远超过一般耐高温材料的抗拉强度和屈服强度。不仅如此，其熔点也可以超过1300℃，还可以长时间的工作在1300℃～1360℃的高温下。

3、成本效益较高。通过配比的调整，本发明的产品价格要比普通镍铬合金材料要高，但由于其大大提高了产品的耐高温性能，其综合性能也得到了明显改善，产品档次随之得到了明显提高了，相比之下，其成本还是降低了。

本发明的具体原理是：

铬(Cr)能显著提高强度、硬度、耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性，可以作为耐高温合金材料的重要合金元素，但铬同时也有降低塑性和韧性的不足，故而也不宜过多，本发明将铬重量百分比控制在15％～20％之间。

镍(Ni)具有良好的可成形性，能增强合金材料的强度、塑性和韧性，对酸碱也有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力，但由于镍是较稀缺的资源，价格较高，镍也不宜过多，故而本发明将铬重量百分比控制在63％～70％之间。

钨(W)具有高硬度、高强度、高疲劳强度等综合性能，使它的耐磨性能超群。它可在许多恶劣工况下使用，且使用寿命高于高速钢(W6Mo5Cr4V2)、热作模具钢。本发明将铬重量百分比控制在0.5％～1.5％之间。

铝(Al)因其熔点并不高只有660℃，故而一般在制造耐高温材料时很少加入铝，即便加入其含量一般也不会超过1％，但本发明考虑铝具有较好的延展性、抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用还可显著提高合金材料的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力，所以本发明将铝重量百分比控制在1.8％～2.5％之间。

铜(Cu)元素的加入会提高合金材料的强度和韧性，特别是大气腐蚀性能，缺点是在热加工时容易产生热脆，降低合金材料的机械性能，所以本发明将铜重量百分比控制在大于0小于0.8％之间。

锰(Mn)是良好的脱氧剂和脱硫剂，可以改善合金材料的热加工性能，但不能过多，故而本发明将锰重量百分比控制不超过1％即可。

硫(S)在通常情况下是有害元素，易使合金材料产生热脆性，降低合金材料的延展性、韧性、耐腐蚀性，易在锻造和轧制时造成裂纹，一般在镍铬合金中作为杂质存在，故而本发明将硫重量百分比控制在0.015％之下。