一種高強度納米粒子強化鋼的製作方法
2023-04-30 04:37:01 1
一種高強度納米粒子強化鋼的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度納米粒子強化鋼，包括下列重量份數的物質：鐵粉35-46份，納米二氧化矽分散體11-15份，銅58-70份，石蠟5-12份，黃銅粉末16-22份，球墨鑄鐵粉末5-17份，氫氧化鋁3-4份，改性的納米級氧化矽11-14份，滷代磷酸酯10-12份，矽酸鋁3-8份，砂12-23份，玻璃纖維25-40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】 一種高強度納米粒子強化鋼
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高強度納米粒子強化鋼。
【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0.6wt%時，無明顯的強化作用，只有銅的含量大於0.75wt%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高強度納米粒子強化鋼。
[0007]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
一種高強度納米粒子強化鋼，其特徵在於，包括下列重量份數的物質:鐵粉35-46份，納米二氧化矽分散體11-15份，銅58-70份，石蠟5-12份，黃銅粉末16-22份，球墨鑄鐵粉末5-17份，氫氧化鋁3-4份，改性的納米級氧化矽11-14份，滷代磷酸酯10-12份，矽酸鋁3-8份，砂12-23份，玻璃纖維25-40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
一種高強度納米粒子強化鋼，包括下列重量份數的物質:鐵粉46份，納米二氧化矽分散體11份，銅70份，石蠟12份，黃銅粉末16-22份，球墨鑄鐵粉末5份，氫氧化鋁3份，改性的納米級氧化矽11份，滷代磷酸酯10-12份，矽酸鋁8份，砂12份，玻璃纖維40份。
【權利要求】
1.一種高強度納米粒子強化鋼，其特徵在於，包括下列重量份數的物質:鐵粉35-46份，納米二氧化矽分散體11-15份，銅58-70份，石蠟5-12份，黃銅粉末16-22份，球墨鑄鐵粉末5-17份，氫氧化鋁3-4份，改性的納米級氧化矽11-14份，滷代磷酸酯10-12份，矽酸鋁3-8份，砂12-23份，玻璃纖維25-40份。
【文檔編號】B22F1/00GK104226981SQ201410435724
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月31日 優先權日:2014年8月31日
【發明者】王省業 申請人:青島錦繡水源商貿有限公司