[发明专利]耐高温铸造钴基合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属材料及其制备成型领域，涉及一种耐高温铸造钴基合金及其制备方法。

技术背景

连铸连轧短流程轧钢生产线是当今世界钢铁生产工艺发展中的一项重大高新技术，它集中了炉外精炼、近终形高速连铸、隧道式加热、现代热轧及在线温度、厚度、板形等自动检测与计算机过程控制等一系列高新技术，致使热带生产实现了从钢水到成品的连续、自动化生产，具有生产过程紧凑、周期短、成材率高、能耗低、投资少、成本低、经济效益明显等一系列优点。连铸连轧生产线需要有隧道型、辊底式加热炉对钢板进行加热，而钢板在加热炉内运动时是在耐热合金辊环上进行运动的。因此，在生产较薄的钢板时，耐热合金辊环要承受加热炉内1150°C~1250°C的高温，保持较高的抗氧化性及高温强度。一些进口生产线采用Co50合金（即含Co50%，其余主要为Cr及Fe元素）制造钴基合金辊环。但是，这种材料成本很高，高温性能也有待改善。因此，开发低成本的、能满足高温性能要求的低成本钴基合金具有重要的意义。

近年来，国内外在钴基合金方面的有很多发明，公开号为CN14177360A的中国发明专利公开了一种铸造耐蚀耐磨钴基合金，该钴基合金中Co：35~65%、Cr：25~35%、Ni：2~15%、Si：0.5~3.0%、C：1.0~2.5%、Mo：1~6%、W：5~20%、Cu：0.5~2.0%，主要用于低温下耐腐蚀的场合，最高含钴量超过60%。公开号为CN1241218A的中国发明专利一种钴基合金，由该合金制得的制品及其制造方法，该钴基合金中Co：42~60%，Cr：26~34%，Ni：6~12%，W：4~8%，Ta：2~4%等，主要用于玻璃制造等高温或腐蚀环境，最高含钴量也达60%，此外还含有W及Ta元素。公开号为CN102168211A的中国发明专利一种轧钢加热炉耐热垫块用的耐高温钴基合金，该钴基合金，Co：39~41%，Cr：27~30%，Ni：14~18%，W：2~5%，C：0.05~0.2%，Si：0.5~2.0%，Mn：0.5~1.5%等，主要用于轧钢加热炉的耐热垫块的固定非运动件，Co最低含量39%，且含有W元素。公开号为CN1045631C中国发明专利一种加热炉用钴基合金，该钴基合金中Co：40~55%，Cr：25~32%，Nb：0.2~2%，Y：0.05~0.2%，Zr：0.02~0.1%，B：0.02~0.1%等，Co最高含量55%，且含有Y、B等元素，不含Ni。公开号为CN102080172 A的中国发明专利一种抗疲劳耐高温钴基合金 主要特征是W：15.5~18.8%，Cr：31~35%，Cu：5.0~7.2%等，余量为Co。公开号为CN102418026 A的中国发明专利，该钴基合金中Co：25~35%，Cr：25~35%，Mo：0.5~3%，Ni：3~8%等，主要特征是含Mo及含较少量Ni，用于抗腐蚀性氧化的场合。

公开号为WO98/35067的PCT专利Nickel-free Austenitic Cobalt-based alloy发明了一种无镍奥氏体钴基合金，其主要成分为Cr：10~18%，Ti：4~6%，Mn：0~3%，Al：0~3%，Fe：5~20%，其目的是具有好的抗腐蚀性及塑性加工性。公开号为WO97/05297的PCT专利Cobalt alloy发明一种钴基合金，其主要成分为Cr：22~25%，C：0.35~0.55%，Ni：9~11%，Ti：0.15~0.5%，Al：0.1~0.25%，W：6.5~7.5%，以及Co等，主要特征是含W及含Al，发明的目的是用于反复高温及低温循环的场合，如燃气轮机叶片等。

钢铁企业轧钢生产线使用大量高温合金，主要用作加热炉内垫块和钢坯的运送辊上。国内用到的这类高温合金大部分采用Co50或更高钴含量的合金制造，成本高昂。而且许多研制的材料只能满足小于1150°C较低的生产温度需要。急需研制一种新材料，以降低成本并改善高温性能，用于使用温度达到1250℃左右的生产线用的钴基合金部件的制造。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温铸造钴基合金及其制备方法，该铸造钴基耐热合金能够在1150°C~1250°C温度下工作，该材料能够应用于轧钢线的均热炉、高温炉内等场合下，且生产成本比传统的钴基合金低，具有高的高温强度及耐磨性能。