[发明专利]一种耐热钢材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种耐热钢材料及其制备方法。

背景技术

在金属材料领域中, 耐热钢作为低成本耐热材料一直受到普遍重视。

CN200910066507.6号申请公开一种低成本高性能耐热钢的发明属于耐热合金钢领域，这种合金在800-1200℃范围内可连续工作。具有抗氧化性和优异的抗变形能力。其化学成分为：(按重量％)碳C：0.25-0.6％、铬Cr：23-30％、镍Ni：8-12％、硅Si：1.5-3.5％、锰Mn：1.8-3.5％、氮N：0.2-1.5％、稀土Re：0.2-1.5％、钛Ti：0.001-1.8％、钒V：0.001-0.8％、磷P：＜0.04％、硫S：＜0.03％，其余为铁Fe。在该合金使用了大量稀贵金属合金元素，并且使用的合金元素量大。氮元素直接加入钢中非常困难。

CN200910168425.2号申请公开一种新型耐热钢，其化学成分的重量百分比为： C 0.65～0.75％；Si 0.7～1.0％；Mn 1.0～1.2％；P 0.0005～0.0010％； S 0.005～0.006％；Cr28～29％；Ni20.5～21.0％；Mo 0.55～0.60％； Al 0.022～0.026％；Co 0.11～0.12％；Ti 0.0010～0.0015％；Nb 0.65～0.70％；V 0.055～0.065％；W 1.20～1.25％；Pb 0.00020～0.00025％；B 0.0005～0.0006％；Sn 0.0065～0.0075％；As 0.00010～0.00013％；Bi 0.00010～0.00014％；Ca 0.0015～0.0025％； Fe 44.8～45.5％。铸态下机加工及焊接性能良好，制造成本低。适用于要求较高的热处理工装夹具。在该合金使用了大量稀贵金属合金元素，并且使用的合金元素量大。工业配料也十分复杂。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种耐热钢材料，该材料具有良好的性能。

本发明的另一目的是提供一种耐热钢材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种耐热钢材料，该材料以耐热钢为基体，在基体中分布着由铁丝和耐热钢丝形成的金属丝团，所用铁丝及耐热钢丝直径均为1-2mm；金属丝团直径为10-15cm，材料中耐热钢丝和铁丝的总体长度相当；两种金属丝共占材料的体积百分比为10-40%；

耐热钢基体各成分的重量百分含量C 为0.25-0.6%，Si为2-5%, Mn为2-4%, Cr8-9％，Gd为0.5-1%, P<0.08%, S <0.25%,其余为Fe；

铁丝成分的重量百分含量为：C为0.05-0.09%，Si为0.2-0.3%, Mn为0.25-0.35%, P<0.02%, S <0.025%,其余为Fe；

耐热钢丝的化学成分的重量百分含量为：C 为0.06-0.08%，Si为0.5-0.9%，Mn为0.5-1.5%，P≤0.035%，S≤0.030%，Ni 为19-22%，Cr为24-26%，其余为Fe。

基体中还分布有的化合物Si3N4和Cr2N颗粒。

一种耐热钢材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

渗氮钢丝和镀镍铁丝的准备：分别取直径为1-2mm、成份为重量百分含量为：C为0.05-0.09%，Si为0.2-0.3%, Mn为0.25-0.35%, P<0.02%, S <0.025%,其余为Fe的铁丝；以及取直径为1-2mm、成份重量百分含量为：C 为0.06-0.08%，Si为0.5-0.9%，Mn为0.5-1.5%，P≤0.035%，S≤0.030%，Ni 为19-22%，Cr为24-26%，其余为Fe的耐热钢丝，所用耐热钢丝和铁丝的总体长度相当；控制铁丝占材料的体积百分比为10-40%；

按常规方法分别在其表面渗氮和镀镍，分别形成渗氮钢丝和镀镍铁丝：渗氮钢丝的表面的渗氮层的厚度为100-200μm；镀镍铁丝的表面的镀镍层的厚度为100-300μm；

按清洁球生产的常规方法将上述渗氮钢丝和镀镍铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，金属丝团直径为10-15cm，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由钢丝和铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待钢水浇注；