[其他]一种1200℃炉用奥氏体耐热铸钢

说明书

本发明属于铬-镍系奥氏体耐热铸钢。

随着机械工业的发展，不仅热处理炉种类日益增多，而且对炉用金属构件提出更高的使用温度（1800℃）要求。目前国内研制成的其他耐热钢种，其最高持续使用的实际温度为1100℃左右，如ZG₃Cr₂₄Ni₇N，为此，目前国内1200℃箱式电阻炉的炉底板大多用碳化硅砖并合而成。它虽耐高温，但属于脆性材料，易脆裂。据天津电炉厂、上海电炉厂介绍，其使用寿命较短，约4个月左右。并且由于其碎裂后，形成缝隙，使工件的氧化皮掉入炉底的型槽内，造成电热元件短路，影响生产。

国外HK-40（26Cr-20Ni）耐热铸钢最高使用温度为1150℃（出自“Metals handbook”8th Vol：1）;1150°～1200℃（出自“合金钢钢种手册”第四册耐热钢）。HI（28Cr-16Ni）耐热铸钢最高使用温度为1150℃，瞬时可达1180℃（出自“Metals handbook”8th Vol：1）。它们虽均具有一定优点，但含镍量均较高，并且实际上属于持续使用温度为1150℃钢种。另有铝-硅系的4X₂₃ЮТЛЦ耐热铸钢（出自“Литейное проиэводствб”1970年№：4），它虽用于1200℃，但冲击值很低（a_k＝0.3～0.4公斤-米/厘米²），不适合于受负载的炉用构件。

查阅了英国德温特出版公司出版的《世界专利索引》PI 1970年-1980年的专利。又检索了英国德温特出版公司出版的《世界专利索引》PI1964年-1980年上半年和PIL1980年下半年-1983年底的专利。从国外专利的奥氏体耐热钢中，可用于1000℃-1300℃范围的如：专利号（PAT）J53-7524和专利号（PAT）J54-58614，（其成份见表1），它们的成份中，均按研制高温耐热合金的传统办法：高铬量配以高镍量，或配以高钴量，同时辅以一定量的硅（＜2.00%）和具有一定量的锰（＜2.00%）。它们虽具有良好的热冲击性能，但成本昂贵，熔炼工艺较复杂，并从它们所含合金元素的平均百分数总和可知，均＞50%（专利号J54-58614为53%，专利号J53-7524为70%），不属于铁基合金。

本发明的目的是发明一种有效的持续用于1200℃的、成份组成较简单的、并在成份中节约用镍量后仍能具有较好冲击韧性的、适合于热处理炉炉底板类构件的奥氏体耐热铸钢。达到具有较理想的综合经济效益。

本铸钢和比较铸钢的成份、使用温度、应用条件，如表1所示。本铸钢的主要性能如表2所示。从表1和表2可知：本发明的特征是在已有的高温铬-镍系奥氏体耐热铸钢中，从成份的含量关系上作了如下改变：高铬伴以更低值的锰（前者为获得Cr₂O₃为主的氧化膜层的连续性，后者保持Cr₂O₃为主的氧化膜层的致密性）和节镍伴以低硅（后者为保持较好的冲击韧性），并非传统的高铬、高镍、一定量的硅（＜2.00%）和一定量的锰（＜2.00%）。因而本发明的成份数量关系是：高铬（29.00-33.00%）、低硅（≤0.85%）、更低值的锰（≤0.45%）、节镍（9.00-13.00%）。

本发明制作成炉底板构件试用于步进式加热炉，经在1200℃持续使用约8400小时（一年左右），氧化损失约1%左右，不裂，完整无损。制作成托板构件试用于热处理炉最高使用温度为1160℃，试用五年左右才出现裂纹试用证明：是一种有效地持续用于1200℃的、国内外耐热铸钢中成份组成最简单的、综合经济效益最好的炉底板构件耐热铸钢，具有较好的冲击韧性。

本发明的实施例是：

1.化学成份范围，如表1中“ZG32Cr₃₁Ni₁₁N”成份所示。

2.在熔炼工艺上，不采用铝作脱氧剂，而祗采用硅-钙合金作脱氧剂。

3.机械性能

①室温机械性能

不同试验成份，经熔模铸造后，按规定加工成φ5×25毫米（标距）标准拉伸试样和断面为10×10毫米、长度为55毫米的无缺口的标准冲击试样。试样成份及测试结果如表3所示、表3数据表明：

σb≥70公斤/毫米²，α_k值10公斤-米/厘米²以上的亦常见。

②高温机械性能