Fe-Cr系耐热合金组织与性能研究

摘要

衬板作为干熄焦焦罐的重要部件之一，它的性能以及成本对焦炭的生产有着重要的影响。目前，国内使用的衬板材料由于在性能或成本等方面的缺陷，造成使用过程中并不理想。本文选择铁素体型和奥氏体型两种基体类型的耐热钢作为衬板材料进行试验研究，期望获得一种较为理想的衬板材料。
　　研究结果表明，合金30Cr7Si2V的铸态组织为铁素体基体+少量珠光体+少量碳化物；合金30Crl2Al4SiV的组织为铁素体，合金元素均固溶于铁素体中；合金60Crl8-Si2V的组织为铁素体基体+珠光体+碳化物;合金30Crl8Ni3Mn5SiN的组织为奥氏体。
　　四种合金中，合金30Crl8Ni3Mn5SiN形成&2O3、Fe3〇4、Mn〇2和Mn2CrO4等组成的复合氧化膜，合金30Crl2Al4SiV形成&2O3、ALO3、Fe2〇3、Si〇2等组成的复合氧化膜，两种合金氧化膜表面均十分平整，氧化物颗粒排布致密，大小均匀。
　　随着合金中C、Cr、M n、N i含量的增加，合金的硬度、强度升高。四种合金中，合金30Crl8Ni3Mn5SiN的硬度和抗拉强度最高，分别为255HBS和623M Pa;合金30Cr12Al4SiV的耐磨性最好，合金30Crl8Ni3Mn5SiN的耐激冷激热的性能表现最好。提高Cr、N i元素含量能有效地提高耐热钢的高温强度，使热震性能逐步提高。
　　综合比较四种合金，单相奥氏体组织的合金30Cr18Ni3Mn5SiN在高温强度、高温抗氧化性能、耐磨损性能以及热震性能等方面表现较好。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章绪论

1 .1 干法熄焦工艺概况及特点

1 .2 干熄焦焦罐衬板的工况特点及失效分析

1 .3 耐热钢的种类与用途

1 .4 耐热钢中合金元素的作用

1 .5 耐热钢的强化机制

1 .6 干熄焦衬板的发展和研究现状

1.7 本课题的研究目的、意义及内容

第二章试验条件与方法

2 .1 合金熔炼

2 .2 组织检测

2 .3 力学性能和耐热性能测试

2. 4 技术路线

第三章试验材料的组织与力学性能

3 .1 试验材料成分设计

3 .2 试样的化学成分

3 .3 试验结果及分析

3 . 4 新合金与ZG35Cr24Ni7SiN的力学性能对比

3 .4 本章小结

第四章衬板材料的高温抗氧化性能与热震性能

4 .1 高温氧化试验结果与分析

4 .2 高温氧化动力学分析

4 . 3 氧化膜XRD分析

4 .4 合金耐高温氧化机理分析

4 .5 热震试验结果及分析

4 . 6 新合金与ZG35Cr24Ni7SiN抗氧化性能和热震性能对比

4 .7 本章小结

第 五 章 结 论

参考文献

致谢