[发明专利]一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺

说明书

本发明公开了一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺，其中辐射管用耐高温合金材料含有以下重量百分比的各组分：C：0.50％～0.80％、Cr：18.0％～25.0％、Ni：29.0％～35.0％、Si：3％～7％、W：3.5％～5.5％、Mo：0.5％～1.5％、Mn：2％～6.3％、Al：10％～12％、Ti：0.5％～1.5％、B：1.6％～2.5％、Co：1.0％～2.5％，余量为铁和不可避免的杂质，杂质的含量≤3％。本发明采用新的合金设计思路，在Cr‑Ni合金基础上，加入较多Al和Si，在不降低韧性的同时，以提高耐热性。

技术领域：

本发明涉及高温耐氧化及高温耐腐蚀领域，具体为一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺。

背景技术：

工业窑炉通常应用燃气辐射管作为加热装置来降低窑炉的基础建设和运行成本，提高生产效率，延长炉窑寿命。燃气辐射管的燃烧气氛及燃烧产物不与被加热工件直接接触，大大提高产品的质量，目前在金属热处理及工业干燥领域中广泛应用。

辐射管的关键部件是管体，它将燃料燃烧释放的热量辐射给被加热物料。因为管体表面直接接触燃烧火焰和高温烟气，管体表面的金属材料会被局部灼烧和氧化失效；若沿管体方向存在较大的温差，管体则需要承受较大的热应力，这将直接影响辐射管的使用寿命；再加上燃烧时气流的冲击，也会产生一定的震动。

因此辐射管的材料需要满足下列条件：(1)耐高温、(2)表面黑度高、(3)导热系数大、(4)较高的结构强度和良好的气密性、(5)在最高温工作温度及自身负荷作用下，抗氧化性能好，并可以承受足够大的高温蠕变和破坏强度、(6)热膨胀系数小、(7)成本低。

高温段辐射管耐高温度在1150℃—1250℃之间，常规的HK40或者Cr25Ni35这两种材质只能用于不超过980℃的温度，我们常用的材质有Cr28Ni48W5或者Cr33Ni50W13，耐高温性能不足，经过一端时间使用后会产生烧损、弯曲变形、断裂；另这两种材质的Ni含量较高，生产制作成本较高。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种辐射管用耐高温合金材料及其铸造工艺。

本发明采用如下技术方案：一种辐射管用耐高温合金材料，含有以下重量百分比的各组分：C：0.50％～0.80％、Cr：18.0％～25.0％、Ni：29.0％～35.0％、Si：3％～7％、W：3.5％～5.5％、Mo：0.5％～1.5％、Mn：2％～6.3％、Al：10％～12％、Ti：0.5％～1.5％、B：1.6％～2.5％、Co：1.0％～2.5％，余量为铁和不可避免的杂质，杂质的含量≤3％。

本发明还采用如下技术方案：一种辐射管用耐高温合金材料的铸造工艺，包括以下几个步骤：

1)、按照配方称取原料；

2)、加料、冶炼、浇铸：将石墨粉先放置在熔炉中，依次将纯铁、钼和钴直接装入熔炉中，并使纯铁多接触石墨粉；

3)、继续加入铬、镍、硅、钨、锰、铝、钛、硼，熔炼的温度为1550～1650℃；

4)、浇铸前需进行预热，预热为300～400℃；

4)、进行浇铸，浇铸温度为1400～1500℃；

5)、浇铸后进行热处理；在450～650℃的温度下预热0.5～2小时，再加热到900～950℃后退火处理，随炉冷却至300～350℃的温度出炉空冷。

本发明具有如下有益效果：本发明采用新的合金设计思路，在Cr-Ni合金基础上，加入较多Al和Si，在不降低韧性的同时，以提高耐热性。

具体实施方式：

实施例一：