添加納米粒子的強化鋼的製作方法

2023-08-10 00:46:21 3

添加納米粒子的強化鋼的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種添加納米粒子的強化鋼，包括下列重量份數的物質：銅10-25份，氧化矽5-17份，氧化鎳15-20份，納米銀3-7份，鐵35-41份，鋁15-20份，無極納米氧化矽3-8份，納米硫酸鈣5.5-7.5份，納米矽膠10-14份，纖維水鎂石11-14份，矽酸鋁3-8份，砂12-23份，玻璃纖維11-24份。本發明韌性較好，組織均勻，強度和韌性均得以提高，達到強韌性要求。
【專利說明】添加納米粒子的強化鋼

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種添加納米粒子的強化鋼。

【背景技術】
[0002] 為了提高火力發電的熱效率，減少C02排放，大力發展高參數、大容量的超超臨 界（USC)電站已是世界電力工業發展的一個重要趨勢。而我國電站中常用的低合金鐵素 體鋼、9% -12% Cr型馬氏體鋼及通常的18/8型奧氏體鋼，無論在高溫強度或者抗氧化 性能方面都已無法滿足要求，只有發展既具有良好的高溫性能，又具有相對較低成本的新 型奧氏體耐熱鋼才能滿足超超臨界電站對高溫材料的需求。經過多年的研究和開發，目前 已經有多種奧氏體耐熱鋼被開發出來並得到了應用，其中主要利用富銅相併輔以MX相和 M23C6碳化物析出相強化的18Cr9Ni3CuNbN(超級304H鋼）奧氏體型高強度耐熱鋼的 高溫強度鋼，抗氧化、焊接和加工性能均良好，目前已作為超超臨界電站鍋爐的過熱器、再 熱器管道的首選材料而在全世界範圍內被廣泛使用。
[0003] 現已證實超級304H鋼中最主要的強化相是富銅納米相。由於純淨鋼中碳、氮含 量極低，傳統的微合金化元素的作用無法得到充分發揮。因此在材料合金化設計時，需要選 擇不依賴碳、氮的強化元素。銅是一種不需要C、N元素，即可在鋼中產生強烈析出強化效 果的合金元素。同時，它的析出相具有良好的塑性，從而保證了鋼在具有高強度的同時具有 高塑性。除此之外，它還能提高鋼的抗腐蝕和焊接性能，所以，Cu在高純淨鋼中是非常理想 的強化元素。
[0004] 在鋼中加入銅，可以提高鋼的耐蝕性、強度，改善焊接性、提高抗疲勞性、成型性與 機加工性等。雖然銅在鋼中具有許多優良的作用，但當銅在鋼中的含量達到一定數量時，在 鋼加熱到一般的熱加工溫度時，會產生明顯的熱脆傾向，因此，鋼中銅的加入受到限制，長 期以來它在結構鋼中只用作抗腐蝕元素。但當鋼中銅含量低於〇.6wt%時，無明顯的強化作 用，只有銅的含量大於〇.75wt%時，其強化作用才能顯現。隨著現代冶金技術的進步，鋼材 合金成分控制精度大大提高，雜質元素含量明顯下降，鋼質越來越純淨，含銅合金化鋼熱加 工後，經過時效處理，細小而彌散分布的析出物能使強度水平大幅度提高，同時高純淨的基 體和高塑性的析出物顆粒保證了鋼的高強韌性。此外，可通過特定的熱處理與析出行為的 配合來細化鋼的組織，以進一步提高鋼材性能。
[0005] 目前已有的材料及製備技術中，存在的主要問題是：由於富銅納米相在基體中分 布不均勻，也不能有效控制納米相的析出，不能均勻製備高強度、抗氧化、焊接和加工性能 均良好的強化鋼。因此，需要開發一種具有異質形核的高溫強度鋼及其製備方法。


【發明內容】

[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種添加納米粒子的強化鋼。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是： 一種添加納米粒子的強化鋼，其特徵在於，包括下列重量份數的物質：銅10-25份，氧 化矽5-17份，氧化鎳15-20份，納米銀3-7份，鐵35-41份，鋁15-20份，無極納米氧化矽 3-8份，納米硫酸鈣5. 5-7. 5份，納米矽膠10-14份，纖維水鎂石11-14份，矽酸鋁3-8份， 砂12-23份，玻璃纖維11-24份。
[0008] 本發明的有益效果是：本發明韌性較好，組織均勻，強度和韌性均得以提高，達到 強韌性要求。

【具體實施方式】 [0009] 實施例1 一種添加納米粒子的強化鋼，包括下列重量份數的物質：銅25份，氧化矽17份，氧化鎳 20份，納米銀7份，鐵41份，鋁20份，無極納米氧化矽8份，納米硫酸鈣7. 5份，納米矽膠 14份，纖維水鎂石14份，矽酸鋁8份，砂13份，玻璃纖維24份。
[0010] 實施例2 一種添加納米粒子的強化鋼，包括下列重量份數的物質：銅10份，氧化矽5份，氧化鎳 15份，納米銀3份，鐵35份，鋁15份，無極納米氧化矽3份，納米硫酸鈣5. 5份，納米矽膠 10份，纖維水鎂石11份，矽酸鋁3份，砂12份，玻璃纖維11份。
【權利要求】
1. 一種添加納米粒子的強化鋼，其特徵在於，包括下列重量份數的物質：銅10-25份， 氧化矽5-17份，氧化鎳15-20份，納米銀3-7份，鐵35-41份，鋁15-20份，無極納米氧化矽 3-8份，納米硫酸鈣5. 5-7. 5份，納米矽膠10-14份，纖維水鎂石11-14份，矽酸鋁3-8份， 砂12-23份，玻璃纖維11-24份。
【文檔編號】C22C101/06GK104195479SQ201410372467
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】李松 申請人:青島華承天機械製造有限公司