[发明专利]一种抗高温氧化的合金钢新材料

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，涉及一种合金钢新材料，具体涉及一种抗高温氧化的合金钢新材料。

背景技术

优异的高温强度、良好的抗氧化与高温抗腐蚀性是裂解炉管关键部件必须具备的特点。通常认为合金高温服役期间，在材料表面形成一层完整致密的氧化铬可以有效地保护基体，提高合金的使用寿命。在此基础上，有人通过预氧化的方法促进合金表面形成一层致密氧化铬，以提高合金的抗高温腐蚀能力。但是由于合金服役期间受到热应力的影响，因此氧化膜容易剥落，从而失去其对基体的保护性。另一方面，当硅元素以不连续内氧化产物的形式存在于氧化膜与基体界面时，可以显著提高氧化膜与基体结合强度。

为了提高合金钢的抗高温氧化性能，中国发明专利CN1391517公开了具有良好耐高温氧化性的耐热合金的制备方法，其中由奥氏体的耐热镍基合金或钴基合金或不锈钢构成的良好变形性的基础材料在一面或两面上涂覆上一层铝或铝合金，这种由基础材料和铝涂层形成的复合材料有良好的粘附性，通过变形在有或没有中间退火的情况下形成最终尺寸。中国发明专利CN101798662A还公开了一种抗高温氧化性的篦条及其制备方法，该发明包括如下重量百分含量的组分：C0.3～0.6％，N0.2～0.4％，Cr22～25％，Si0.3～0.5％，Mn3～4％，Ni6～8％，B0.001～0.002％，Zr＜0.01％，余量为Fe。该发明的篦条采用熔化、精炼、合金化和浇注几个阶段进行制备而成。该发明篦条具有高硬度和较好冲击性能，在高温下抵抗变形能力提高，同时耐磨性也提高，由于该发明篦条的氧化膜中不含Mn₃O₄，使得其氧化膜在高温下稳定且致密性和连续性较好，与基材的结合程度较高，具有优良的抗氧化性能，优于现有篦条。中国发明专利CN1431338还公开了一种提高Ti-Al合金抗高温氧化的铬改性铝化物涂层的制备，该涂层由铝67、钛25和铬8组成，其制备工艺采用包埋渗的方法制备，其方法是：先按量准确称取渗剂，渗剂的配比按重量百分比为：8～12％铝，25～35％铬，1～3％氯化钠，2～4％氯化氨，其余为三氧化二铝；将称取好的渗剂进行研磨和搅拌；将充分混合好的渗剂置于温度为110℃的烘箱中进行烘干；把烘干过的渗剂装入坩埚，并把试样埋入渗剂中，再将坩埚置入高温电阻炉后通入干燥氩气，加热到1100℃，通过控制时间，实现在Ti-Al合金表面制备不同厚度的铬改性铝化物涂层。

但是，上述发明存在贵重合金元素加入量较多，材料成本高，以及材料的抗高温氧化性能不足等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗高温氧化的合金钢新材料，该合金钢抗高温氧化性能高，适合用于裂解炉管关键部件的制作材料。

上述目的是通过如下技术方案得以实现的：

一种抗高温氧化的合金钢新材料，包括如下化学成分：0.30～0.50wt％镍、0.80％～1.40wt％锰、0.20～0.34wt％硅、0.14～0.18wt％碳、0.02～0.06wt％硼、0.01～0.02wt％磷、0.015～0.025wt％硫、0.08～0.1wt％铬、0.06～0.2wt％钒、0.2～0.3wt％铜、0.02～0.08wt％钼、0.08～0.1wt％钛、0.02～0.04wt％铌、0.06～0.2wt％铷、0.08～0.1wt％钍、0.06～0.1wt％镧和锗，余量为铁；其中，所述锗含量为镧含量的2～4倍。

优选地，所述的抗高温氧化的合金钢新材料包括如下化学成分：0.40wt％镍、1.10wt％锰、0.27wt％硅、0.16wt％碳、0.04wt％硼、0.015wt％磷、0.02wt％硫、0.09wt％铬、0.13wt％钒、0.25wt％铜、0.05wt％钼、0.09wt％钛、0.03wt％铌、0.13wt％铷、0.09wt％钍、0.08wt％镧和锗，余量为铁；其中，所述锗含量为镧含量的3倍。

优选地，所述的抗高温氧化的合金钢新材料包括如下化学成分：0.30wt％镍、0.80％wt％锰、0.20wt％硅、0.14wt％碳、0.02wt％硼、0.01wt％磷、0.015wt％硫、0.08wt％铬、0.06wt％钒、0.2wt％铜、0.02wt％钼、0.08wt％钛、0.02wt％铌、0.06wt％铷、0.08wt％钍、0.06wt％镧和锗，余量为铁；其中，所述锗含量为镧含量的2倍。