[发明专利]耐热铁基合金及其制备方法

权利要求书

1.一种耐热铁基合金，其特征在于：该合金材料的组成及质量百分比为，C0.01～0.3％、Mn0～2％、Si0.1～2％、P＜0.03％、S＜0.03％、Cr16～26％、Ni29～39％、Nb0.2～2％、Ti0.01～0.3％、Zr0.01～0.3％、Al0.01～0.05％、Re0～1％，余量为铁。

2.根据权利要求1所述的耐热铁基合金，其特征在于：所述该合金的高温持久性能在600～1100℃较常见其他产品有大幅度的提升。

3.根据权利要求1所述的耐热铁基合金，其特征在于：所述Nb为析出强化元素之一，降低蠕变速率，提高抗蠕变性能；所述Nb是碳化物M7C3、M23C6和MC的主要形成元素之一，其碳化物在高温下十分稳定，Nb也能形成碳氮化物改变碳化物形态，细化M23C6使其均匀弥散分布，进而提高合金的高温蠕变强度。

4.根据权利要求1所述的耐热铁基合金，其特征在于：所述Ni稳定γ区，使合金获得完全奥氏体组织，稳定奥氏体结构以保证合金的高温持久和力学强度，消除残余铁素体，降低σ相析出倾向，降低钢的耐蚀性。

5.根据权利要求1所述的耐热铁基合金，其特征在于：所述Cr作为中强碳化物形成元素在600～1250℃范围有良好的高温耐氧化性。

6.根据权利要求1所述的耐热铁基合金，其特征在于：所述Ti在产品高温时效过程中，二次析出碳化物逐渐出现，Ti元素的加入，能提高二次析出物M23C6热动力学稳定性，从而使其长时间保持均匀弥散分布，进而提高合金的高温抗蠕变强度；所述Ti能抑制一次析出物MC转变成G相，间接的提高了一次析出物的稳定性，同样能提高合金的高温蠕变强度。

7.一种耐热铁基合金制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，按照目标化学成分选取质量百分比为C0.01～0.3％、Mn0～2％、Si0.1～2％、P＜0.03％、S＜0.03％、Cr16～26％、Ni29～39％、Ti0.01～0.3％、Nb0.2～2％、Zr0.01～0.3％、Al0.01～0.05％、Re0～1％，余量为铁，然后按照特定的投料顺序，投入到中频炉中进行熔料和冶炼；

步骤二，将步骤一种熔料和冶炼的钢水进行精炼，得到高质量钢水；

步骤三，在步骤二中得到的高质量钢水中加入微合金元素，包括Ti，Zr和稀土元素，并进行惰性气体保护，隔绝空气；温度提高到1640℃后，准备浇铸；

步骤四，将步骤三中处理后的高质量钢水通过离心浇铸，砂型铸造，或精密铸造的方式进行浇铸，制备耐热铁基合金制品；

步骤五，将步骤四得到的耐热铁基合金制品进行检验，确保产品宏观组织结构满足技术要求，并且确认微合金元素均匀分布在耐热铁基合金制品中，保证产品性能指标。

8.根据权利要求7所述的耐热铁基合金制备方法，其特征在于：所述步骤一中按照目标化学成分选取在配料过程中，通过对材料的精选，保证Pb、Sn、Zn等有害元素控制在50ppm以内，以确保其抗氧化性能良好。

9.根据权利要求7所述的耐热铁基合金制备方法，其特征在于：所述步骤二中精炼通过造渣剂，炉底吹氩气等手段，保证氧化渣的清除，以及钢水气体含量的有效控制。

10.根据权利要求7所述的耐热铁基合金制备方法，其特征在于：所述步骤四中浇铸时间不宜过长，浇铸时钢水温度要高于制品的特定温度，保证钢水流动性的同时减少元素的烧损。