專利名稱：：水泥窯冷卻機箅板用的耐熱鑄鋼的制作方法
技術領域：
：本發明屬于耐熱合金鋼，涉及一種水泥窯冷卻機篦板用的耐熱鑄鋼。目前，制作水泥窯冷卻機篦板大都采用普通爐用耐熱鑄鋼，典型鋼種為ACI的HH(Cr25-Hi13)和國產3Cr24Ni7SiNRe，其化學成份見表1。這類鋼雖然具有900～1200℃的高溫抗氧化性和良好的持久強度，但抗熱疲勞性和抗高溫磨料磨損性較差，因此用作水泥窯冷卻機篦板壽命短。日本專利JP61227154公開了一種水泥窯冷卻機篦板用的Cr-Mn系耐熱鑄鋼，其化學成份見表2。該專利中沒有提供有關抗熱疲勞性和抗高溫磨料磨損性方面的測試數據，也沒有實際使用壽命，而這兩個性能是水泥窯篦板用鋼最重要、最基本的性能，因為篦板的主要失效形式為熱疲勞開裂和高溫磨料磨損。本發明的目的在于克服已有技術的不足、提供一種具有優良的抗熱疲勞性和抗高溫磨料磨損性的耐熱鑄鋼，以提高水泥窯冷卻機篦板的壽命。鋼的抗熱疲勞性與抗高溫磨料磨損性對化學成份和組織的要求存在矛盾，前者要求碳含量低、共晶碳化物數量少，而后者恰恰相反，因此，控制化學成份使鋼同時具有水泥窯冷卻機篦板所需要的抗熱疲勞性和抗高溫磨料磨損性是技術難關。本發明針對抗熱疲勞性與抗高溫磨料磨損性對化學成份和組織的要求，相對于已有技術采取了以下措施1.降低Cr、Si含量，添加Re(稀土)，以提高抗熱疲勞性。Cr含量降低，可降低鋼中共晶碳化物數量，Si含量降低，可降低共晶碳化物數量和減少二次碳化物析出;添加Re，不僅能改變鋼中共晶碳化物的形狀，而且能改善二次碳化物的分布、強化晶界，細化枝晶，改善鋼水流動性，減少顯微縮松。化學成份使組織的這些變化能夠提高鋼的抗熱疲勞性。2.添加W、Mo，以提高抗高溫磨料磨損性。W、Mo能固溶于共晶碳化物和基體中，增加共晶碳化物的硬度和穩定性，提高基體的高溫強度和硬度，因此可提高鋼的抗高溫磨料磨損性。根據以上機理，本發明所提供的耐熱鋼為4Cr18Ni10WMoRe，其化學成份包括Fe、C、Cr、Ni、Si、Mn、W、Mo、Re(稀土)，它們的重量百分比分別為0.30～0.45%℃、17～22%Cr、9～12%Ni、Si＜1%、Mn＜2%、0.7～2%W、0.8～2%Mo、0.4～0.6%Re(加入量)，其余是Fe。本發明的熔煉和澆注工藝與一般鑄鋼相同，所要注意的是鋼水的出爐溫度1590°～1610℃、澆注溫度1490°～1530℃;采用立澆并在鑄型中加有冷鐵。實施例本實施例中，各元素的重量百分比分別為0.34%C、0.82%Si、0.33%Mn、20%Cr、9%Ni、1.2%W、1.2%Mo、0.5%Re(加入量)，其余是Fe。鑄型中安置有4塊冷鐵。熔煉、澆注工藝與一般鑄鋼相同，鋼水的出爐溫度為1600℃、澆注溫度為1500℃，立澆。冷卻后經退火或時效即可使用。其鑄態組織為奧氏體加共晶碳化物，共晶碳化物呈孤立球狀，分布在晶界和枝晶間。其鑄態試樣的拉伸性能如表3、沖擊韌性如表4、熱疲勞性能如表5、高溫磨料磨損性能如表6、使用壽命如表7。表1.HH鋼和3Cr24Ni7SiNRe的化學成分(重量%)</tables>表2.日本專利JP61227154所公開的Cr-Mn系耐熱鑄鋼化學成份(重量%)</tables>表3.本發明鋼的拉伸性能表4.本發明鋼的沖擊韌性(梅氏)</tables>表5.幾種鋼的熱疲勞性能-熱疲勞裂紋長度mm表6.幾種鋼的高溫磨料磨損性能試驗條件壓力2.5kgcm2、磨損距離28.5m磨料80目玻璃砂紙磨損失重mg表7.幾種鋼使用壽命</tables>從實施例中的測試數據可以看出，本發明與現有技術相比，抗熱疲勞性和抗高溫磨料磨損性大幅度提高，使用壽命增長一倍。若以一座水泥窯計算，每年可節省篦板184塊，折合人民幣71000元;節約合金元素，折合人民幣50000元;節約檢修費，折合人民幣16000元。共計可節約人民幣137000元。權利要求1.一種水泥窯冷卻機篦板用的耐熱鑄鋼，化學成份包括Fe、C、Cr、NiSi、Mn，其特征在于還包括W、Mo、Re(稀土)，它們的重量百分比分別為0.30～0.45%C、17～22%Cr、9～12%Ni、Si＜1%、Mn＜2%、0.7～2%W、0.8～2%Mo、0.4～0.6%Re(加入量)，其余是Fe。2.根據權利要求1所述的耐熱鑄鋼，其特征在于鑄態組織為奧氏體加共晶碳化物，共晶碳化物呈弧立球狀，分布在晶界和枝晶間。全文摘要一種水泥窯冷卻機箅板用的耐熱鑄鋼，其化學成份(重量百分比)為0.30～0.45％C、17～22％Cr、9～12％Ni、Si＜1％、Mn＜2％、0.7～2％W、0.8～2％Mo、0.4～0.6％Re(加入量)，其余是Fe；其鑄態組織為奧氏體加球狀共晶碳化物。本發明具有優良的抗熱疲勞性和抗高溫磨料磨損性，與現有技術相比，箅板的使用壽命可提高一倍。文檔編號C22C38/44GK1058238SQ90105850公開日1992年1月29日申請日期1990年7月7日優先權日1990年7月7日發明者付守默,沈保羅,陳家釗,高升吉申請人:成都科技大學