稀土耐热铸钢的试验研究.pdfVIP

稀土耐热铸钢的试验研究 商丘职业技术学院 (河南 476000) 陈爱荣 王守忠 【摘要 】 为了进一步扩大稀土的应用范围，力图为开发新型热强钢提供理论参考依据。采用 Cr24NiTN钢及 Cr25Ni20铸造钢材，加入0．O1％～0．10％金属元素La或 ce后，在 中频炉中进行熔炼；持久 与蠕变试验分别在Bn 及 RD 3试验机上进行；铸造试样在试验温度下进行24h时效处理后，用ELc一 3133A型离子探针进行断 口表面稀土的深度分析。结果表 明，在钢 中加入适量的金属ce或La，可显著地提 高各种耐热钢的蠕变强度，断裂时间延长2倍 以上，研制的Fe—crM．Al耐热合金钢种在 1250℃时具有优 良的 力学性能和高温抗氧化性能。 1．概述 2．试验材料及方法 普通铸钢材料具有较好的强韧性，但耐磨、耐热性 试验材料采用 Cr24Ni7N钢及 Cr25Ni20铸造钢材， 能较差。锅炉、汽轮机 、动力机械、l_r业炉、航空航天 在铸造钢材中加入0．0l％～0．10％金属元素 JJa或 ce 及石油化工等工业部门使用的机械设备中的零部件大多 后，在中频炉中进行熔炼。每一种钢采用同一·炉钢液， 在高温条件下工作，除要求较高的氧化腐蚀性、足够的 一 半不加稀土，另一半加稀土。持久与蠕变试验分别是 韧性 ，以及一定的组织稳定性外，还要求具有较高的高 在B兀一2及 RD一23试验机上进行的。铸造试样在试验 温强度。若高合金材料整体铸造工艺技术性能差，易产 温度下进行24h时效处理后，加工成 函12ram×66ram的 生缺陷，成品率低，且高合金材料成本太高。 试样。用ELC3133A型离子探针进行断口表面 (即晶 稀土元素在中国资源非常丰富，占世界总储量的 面)稀上的深度分析。Fe—cr-Ni—Al耐热合金纲的研 80％，稀土加入钢中不仅 口r起到脱氧、脱硫 ，以及改变 制，用普通铸造方法 ，所用炉料为工业纯铁、微碳铬铁、 夹杂物形态等净化和变质作用，在某些钢中还有微合金 镍铁、铝线、工业纯硅和 1号稀土硅铁合金。用中频感 化的作用。 应电炉熔炼合金 ，造渣材料用石灰和氟石，钢液出炉温 大量的研究结果表明，稀土元素町明显改善耐热钢 度 1550～1570~E，毛坯试棒采用对开石墨型烘干后进行 和电热合金钢的抗氧化能力、高温强度、塑性、疲劳寿 浇注。 命、耐腐蚀性及抗裂性等。为提高铸钢材料的耐热性， 3．试验结果分析 扩大稀土的应用范围和数量，对耐热铸钢加入稀土元素 (I)稀土对而寸热铸钢性能的影响 在不同应变率条 ce或 La热强性能的影响进千了了试验研究，并利用试验 件下，添加稀士元素La、ce的合金的抗拉强度比未加稀 结果，对 Fe—C卜Ni—A1耐热合金纲进行了研制。结果表 土元素的合金的抗拉强度都有较大幅度提高。钢的持久 明，通过化学元素调配，利用铸造方法优化筛选出一种 强度主要取决于钢的组织特点及纯净度，但抗氧化较好 成分合金，将合金的耐热温度提高到 l250～1300~C，在 的钢由于表面烧蚀少也有好的作用。为了排除氧化影响 室温下获得了优良的铸造性、可焊性，在高温下获得了 的因素，我们对 Cr24Ni7N (RE)钢铸造材做 了1000qC 良好的力学性能和高温抗氧化性能，并力图为开发新型 的真空持久试验，结果表明铸钢中加入稀土后，使同一 热强钢提供理论参考依据。 应力下的断裂时间延长2倍以上 (如表 1所示)。 20T0年第 T期 热处 缎 铸造 参磊 一工热加工 www m eta1working950 com 表 1 稀土对耐热铸钢 的影响 钢号 试验温度／℃ 试验应力／