[发明专利]一种能提高热疲劳性能的耐热合金钢

摘要

一种能提高热疲劳性能的耐热合金钢,属于耐热钢技术领域，其特征为：C为0.2～0.4wt%，Cr为16～18wt%，Ni为18～20wt%，Mn为2～4wt%，W为2～4wt%，Mo为2～4wt%，Si为1.5～2.5wt%，N为0.1～0.4wt%，复合稀土变质剂0.3～0.8wt%，余量为Fe。在中频感应电炉中冶炼本发明耐热疲劳合金钢，其冶炼工艺与普通耐热钢相同，冶炼后浇注成铸态试样，固溶处理温度为1020－1080℃，保温2小时后进行空冷，时效温度为720－780℃，保温2.5小时，再降至650－670℃，保温1小时，空冷。热处理后取样进行20℃～800℃冷热循环热疲劳实验。

主权项

一种能提高热疲劳性能的耐热合金钢，其特征为：C为0.2～0.45wt%，Cr为16～18 wt%，Ni为18～20wt%， Mn为2～4wt%，W为2～4wt%，Mo为2～4wt%， Si为1.5～2.5wt%，N为0.1～0.4 wt%，复合稀土变质剂0.3～0.8wt%，余量为铁；复合稀土变质剂成分为， Ce10～15wt％、La10～15wt％、Yb7～9wt％、Dy 6～8wt％、Nd 4～6wt％、Ho 3～5wt％、Y+Tb+Gd+Er+Tm+Lu+Sc+Pr为8～16wt%、Ti2～4wt%，V2～4wt%，W 1～3wt%、Ba1～3wt%、余为铁；在中频感应电炉中冶炼本发明耐热合金钢，其冶炼工艺与普通耐热钢相同，冶炼后浇注成铸态试样；然后进行热处理，固溶处理温度为1020－1120℃，保温2小时后进行空冷，时效温度为720－780℃，保温2.5小时，再降至650－670℃，保温1小时，空冷；固溶处理所用设备为箱式电组炉，时效处理采用的是井式电组炉；热处理后取样进行20℃～800℃冷热循环热疲劳实验；采用电阻炉加热自约束热疲劳试验机进行热疲劳试验，热疲劳试样装卡在立方卡具的四个侧面，保证每块试样的加热与冷却位置一致，通过传动装置上下垂直运动，从而达到试样加热以及冷却的自动化完成，采用设时自控，热电偶测量并控制温度；试样在室温20℃至800℃之间进行加热与冷却的循环，采用计数器进行自动计数，调整并保持炉温800℃，水温20℃，流动自来水，快速加热试样，加热、冷却一次作为一个循环，每次循环加热时间为120s，入水冷却时间为5s，直至预定循环次数；对于研究热疲劳裂纹萌生的试样，每循环400次，取下试样，抛光去除表面氧化膜，测量表面裂纹长度，以0.1mm作为裂纹萌生长度，记下试样裂纹萌生循环次数；观察并对裂纹的萌生位置照相；对于研究热疲劳裂纹扩展的试样，每循环200次，取下试样，抛光并观察；确定裂纹已经萌生后，每循环200次观察裂纹并对能反映裂纹扩展路径特征的位置照相。