[发明专利]用于汽车涡轮壳、排气管的耐热钢及其制备方法

说明书

一种用于汽车涡轮壳、排气管的耐热钢及其制备方法，所述耐热钢化学组成质量百分比为：碳：0.2‑0.5；硅：1.0‑2.5；锰：3.0‑8.0；磷：≤0.040；硫：0.02‑0.15；铬：22.0‑27.0；镍：6.0‑10.0；氮：0.20‑0.50；铌：0.10‑0.50；钼：≤0.50；钒：≤0.50；铝：0.005‑0.050，余量为铁和不可避免的微量元素。本发明在耐热钢材料中加入适量的硫元素，硫元素与锰元素结合后形成硫化锰，使得硫化锰在加工过程中，能够起到固体润滑剂的作用，从而改善了低镍含硫铸造铬锰氮系奥氏体耐热钢的加工性能，降低了产品渣孔不良率及加工成本。

本申请为申请日是2019年11月05日、申请号是201911068195.2、发明名称是“用于汽车涡轮壳、排气管的耐热钢及其制备方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及汽车配件，尤其涉及一种用于汽车涡轮壳、排气管的耐热钢及其制备方法。属于机械铸造领域。

背景技术

目前，汽车用涡轮壳及排气管，通常采用铬镍系奥氏体耐热钢，其主要是利用镍元素稳定奥氏体的作用，在室温下获得奥氏体金相组织；并利用铬元素获得良好的高温机械性能及抗氧化性能。由于原料镍价格比较昂贵，使得汽车用涡轮壳及排气管生产成本也比较高昂，因此，考虑使用价格低廉的元素来替代镍元素。由于锰元素、氮元素都是促进奥氏体形成元素，而且，其价格也比较低廉，因此，考虑采用锰元素、氮元素来代替镍元素，以获得奥氏体金相组织，并利用锰元素及氮元素促进及稳定奥氏体。

中国专利(CN108118243A)公开了“一种高锰奥氏体型耐热钢合金材料及其制备方法”，并公开了一种高锰奥氏体型耐热钢合金材料，其以重量百分比计，其合金材料的元素组成包括：C(碳)：0.12％-0.15％、Cr(铬)：20.00％-22.00％、Si(硅)：1.20％-1.50％、Mn(锰)：13.5％-16.5％、Ni(镍)：2.00％-5.00％、N(氮)：0.16％-0.20％、余量为Fe(铁)和不可避免的杂质。其所述制备方法包括：将所需元素投入非真空感应电炉中进行熔炼，熔炼成钢水以后，转入LF(炉外精炼)炉中进行精炼，再将精炼后的钢水转入VD(真空精炼炉)进行真空精炼，经过两次精炼后浇注成钢锭。将浇注钢锭加热至1050-1060℃，保温1-2小时后，再升温至1175-1185℃保温3-4小时后出炉进行锻造，锻造后经表面加工处理，最终获得高锰奥氏体型耐热钢。利用锰元素来促进及稳定奥氏体，虽然，降低了耐热钢在汽车用涡轮壳及排气管中的生产成本，但是，由于耐热钢中锰元素含量较高，在加工过程中，涡轮壳及排气管极易产生加工硬化现象，这样一来，使得涡轮壳及排气管在加工过程中的难度增加，导致加工刀具的成本显著上升。而且，随着锰元素的增高，在熔炼及浇注过程中，钢液中的锰元素容易氧化，形成锰的氧化物，在钢液浇注铸型后，极易形成渣孔等铸造缺陷；且由于氧化锰呈现碱性，铸型材料一般都使用酸性材料，这样氧化锰与铸型材料反应，还会形成铸造缺陷，降低了成品率，从而增加制造成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种用于，

汽车涡轮壳、排气管的耐热钢及其制备方法，其在耐热钢材料中加入适量的硫元素，硫元素与锰元素结合后形成硫化锰，使得硫化锰在加工过程中，能够起到固体润滑剂的作用，不仅改善了由于锰元素升高产生加工硬化造成加工性能差的问题，改善了低镍含硫铸造铬锰氮系奥氏体耐热钢的加工性能；而且，还改善了在出钢液的过程中进行脱氧作业的问题，大大降低了钢液中锰元素的氧化倾向，从而，减少了钢液中的氧化渣，降低了产品的渣孔不良率；进一步提高了刀具寿命，降低了加工成本；同时，在出钢液的过程中，由于在钢液包内进行晶粒细化处理，使得铸件金相组织中晶粒得到细化，从而提高了材料的热疲劳性能；再者，由于利用锰元素、氮元素来代替价格昂贵的镍元素来促进和稳定奥氏体基体，在室温下获得完全奥氏体基体，大大降低了原材料的成本。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：