專利名稱：一種用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及合金鋼材料中應用的一種添加劑，尤其是一種用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變 質劑。
背景技術：
耐熱鋼用途日益廣泛，主要用于制作鋼鐵冶煉設備、熱加工及熱處理設備等。鋼鐵冶煉設 備的許多零部件都處在冷熱交變載荷的作用下工作，由于耐熱疲勞性能不高，導致這些零件 極易損壞。目前，對于提高鋼的耐熱疲勞性能的研究較少，文獻[l](孫向明，呂松強,張增光. 鈮、氮、鈰對耐熱鋼性能的影響，特殊鋼.2002,23(3》16 18.)和文獻[2](蔣漢祥,甄濤,王少娜. 超低硫耐熱鋼H2的研制,重慶大學學報.2002,25(4):134 136.)，初步探討了部分元素對鋼的耐 熱性能和高溫性能的影響，但未涉及在提高鋼的耐熱性能具體措施，突破性進展不大。提高 材料的耐熱疲勞性能對于延長零部件使用壽命和提高設備整機運行穩定性有重要意義。
發明內容
本發明提出一種用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑。用該種變質劑對材料進行精煉變質 處理，利用其與合金鋼中不同合金元素發生交互和變質作用，使零部件熱疲勞性能明顯提高， 最終得到耐熱疲勞性能優良的耐熱鋼，其熱疲勞性能比普通耐熱鋼大幅提高。
本發明涉及一種用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑，其特征為其化學成分(重量百分 比)為RE為40 62.1。/。(其中，Y為RE重量的52 99.9X，余量為其它稀土元素)，B為 3 7.2°/。,Nb為6.2 15.1%,V為2.3 6%， Ca為2 13.2%, Ba為3.1 11%,余量為鐵。所述變 質劑為塊狀灰白色合金，粒度范圍0.5 50rnm，熔點范圍1200 500(TC。
上述用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑，成分可優選為RE為59.1 68.2% (其中，Y 為RE重量的55 62.5X,余量為其它稀土元素)，B為6. 5 7. 2%, Nb為13 15. 1%， V為2. 3 3%, Ca為7 8%， Ba為2 4%,余量為鐵。所述變質劑為塊狀灰白色合金，粒度范圍0.5 50mrn, 熔點范圍1200-5000'C。
本發明利用我國的稀土資源，提升鋼材質量，變質劑輔以多種合金元素，避免單獨使用 一種變質元素時對材料綜合性能提高不明顯的缺點；復合稀土與鋼中不同合金元素發生交互 和變質作用，減輕P、 S、 H、 O的危害，達到凈化鋼液、去除雜質，細化晶粒、強化基體、
改善碳化物形態和分布，使組織得到優化，性能明顯改善，能夠有效地推遲裂紋產生的時間，
降低裂紋擴展速率；可減少或取代合金中鉬、鎳、銅的使用，降低生產成本，在大幅提高耐 熱疲勞性能的同時，可明顯提高材料的沖擊韌性、強度和耐磨性，從而延長受冷熱交變載荷 作用合金的服役壽命，全面提高材料使用性能。
具體實施例方式
實施例1:
對同一定成分的鋼液，應用耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑進行變質處理，復合稀土變質 劑化學成分(重量百分比)為虹為55% (其中，Y為RE重量的52^,余量為其它稀土元 素)，B為5.1%，Nb為10%,V為6%， Ca為2%, Ba為11%，余量為鐵。制成塊狀灰白色合金， 粒度15mm，熔點為1200°C。將變質處理后的合金澆鑄成試棒，然后制成試樣，進行熱疲勞 試驗。試驗結果見表l。
實施例2:
對與實施例1中相同成分的鋼液，應用耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑進行變質處理，復 合稀土變質劑化學成分(重量百分比)為RE為62.1。/。(其中，Y為RE重量的59X,余量 為其它稀土元素)，B為7.2%，Nb為15.1%,V為2.3%， Ca為7.5%, Ba為3.1%,余量為鐵。制成 塊狀灰白色合金，粒度10mm，熔點為135(TC。將變質處理后的合金澆鑄成試棒，然后制成 試樣，進行熱疲勞試驗。試驗結果見表l。
實施例3:
對與實施例1中相同成分的鋼液，應用耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑進行變質處理，復 合稀土變質劑化學成分(重量百分比)為RE為40。/。(其中，Y為RE重量的99.9M，余量 為其它稀土元素)，B為3%，Nb為6.2%,V為5.3%, Ca為13.2%， Ba為9%,余量為鐵。制成塊 狀灰白色合金，粒度20mm，熔點為U8(TC。將變質處理后的合金澆鑄成試棒，然后制成試 樣，進行熱疲勞試驗。試驗結果見表l。
對比例
對與實施例1中相同成分的鋼液，進行常規變質處理，然后將合金澆鑄成試棒，制成試 樣，進行熱疲勞試驗。試驗結果見表l。
通過表1可以看出，與常規處理工藝得到的對比例相比，經過本發明復合稀土變質劑處 理的合金實施例1、實施例2和實施例3的耐熱疲勞性明顯提高，并且用優選成分復合稀土 變質劑處理的實施例2的熱疲勞性能比實施例1、 3有明顯提高。
表l、耐熱疲勞性能對比
熱疲勞實驗次數 13000 18000 21000 25000 29000 35000
對比例 0 0.87 1.32 1.85 3.15 9.97
實施例1 0 0 0 1.31 2.03 2.52
實施例2 0 0 00 0 1.06
實施例3 0 0 0 0 1.52 1.95
紋度？
裂長to.
權利要求
1.一種用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑，其特征為其化學成分的重量百分比為RE為40～62.1％，其中，Y為RE重量的52～99.9％，余量為其它稀土元素；B為3～7.2％，Nb為6.2～15.1％，V為2.3～6％，Ca為2～13.2％，Ba為3.1～11％，余量為鐵。
2. 根據權利要求l所述的用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑，其特征為其化學成分的重量百分比為RE為59.1 68.2%，其中，Y為RE重量的55 62.5%; B為6.5 7.2%， Nb 為13 15.1%， V為2.3 3W， Ca為7 8。/。， Ba為2 4%，余量為鐵。
全文摘要
一種用于耐熱疲勞鋼的復合稀土變質劑涉及合金鋼材料中應用的一種添加劑，其特征為其化學成分(重量百分比)為RE為15～70％(其中，Y為RE重量的50～71.1％、La+Ce+Pr+Nb+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu為RE重量的28.9～50％，)，B為0～10％，Nb為0～17％，V為0～6％，Ca為0.5～15％，Ba為0～15％，余量為鐵。所述變質劑為塊狀灰白色合金，粒度范圍0.5～50mm，熔點范圍1200～5000℃。應用該種變質劑對材料進行精煉變質處理，可使零部件熱疲勞性能明顯提高，從而延長受冷熱交變載荷作用合金的服役壽命。
文檔編號C22C33/00GK101168816SQ20071019055
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者馮愛新, 司乃潮, 強 吳 申請人:江蘇大學