专利名称：温度稳定的铸铁合金及所述合金的用途的制作方法
温度稳定的铸铁合金及所述合金的用途
本发明涉及在500-900°C的温度下具有高耐磨性的温度稳定的铸铁合金。
许多行业使用这样的机器，该机器含有在超过500。C的相对高的温度下
发生显著磨损的机器部件。例如，在水泥制造工业中，所谓的熟料(clinker)
冷却器用于冷却从温度为1300 1450。C的在前的窑炉引入到该熟料冷却器
中的水泥熟料。所述水泥熟料通过合适的传送设施输送穿过该熟料冷却器，
所述传送设施通常由在水泥熟料的运动方向上往复运动并且因此在
5 00~卯0 。C的温度下经受显著磨损的某种形式的元件构成。
从WO 2004/104253知悉具有以重量百分数表示的以下组成的耐磨铸铁 八夺.
铬12 25%， 碳1.5 6%, 锰2~7%, 硅最高达1.5%, 钼最高达2%， 镍最高达4%，
选自钛、锆、铌、硼、钒、和鴒的微量合金元素所述元素的一种或 者多种各自最高达2%,且 余量为铁。
根据该公开，合金经受热处理以赋予其马氏体基体。这种类型的基体 非常硬和脆，并且如果由这种材料制造的机器元件经受冲击或者碰撞，则 其倾向于破裂。此外，这种类型的基体缺乏热稳定性，这是因为其在超过 400。C的温度下软化。
本专利申请的申请人还尝试了根据欧洲标准10295(2002)的铸铁合金 (材料G-X40CrNiSi25-12,材料编号1.4837),该铸铁合金具有以重量百 分数表示的以下组成
铬24.0 27.0%,碳0.3~0.5%,
锰最高达2.0%，
硅1.0~2.5%,
钼最高达0.5%,
镍11.0 14.0%,
磷最高达0.040%,和
石克最高达0.030%。
并且其改进形式具有以重量百分数表示的以下组成
铬24.0 26.0%,
碳0.7 0.9%，
锰0.6~1.0%,
硅1.5 2.0%,和
镍2.5 3.5%。
对这两种材料的尝试已经表明，在长期加热至500 900。C的温度后，两
种材料均趋于形成CJ相(由等份的铁和铬组成的脆的金属间相)，并且因此具
有脆性，并且它们不是特别耐磨。
本发明的目的是提供与现有铸铁合金相比在500 卯(TC的温度下具有 更高的耐磨性和降低的形成cj相的倾向的铸铁合金。
根据本发明，该目的通过本发明的具有以重量百分数表示的以下组成 的铸铁合金而实现
铬15.0~20.0%，
碳1.0~2.0%，
锰0.8 1.2%，
硅1.2~1.5%，
镍1.5 2.5%,
余量为铁以及不可避免的金属和非金属杂质，其中所述非金属杂质包 括氮、氧、磷和硫。
由此获得在加热至500 900。C的温度时与前述已知合金相比具有更高 的耐磨性和降低的形成不期望的CT相的倾向的铸铁合金。
由本专利申请的申请人实施的实验室实验已经表明，与根据欧洲标准
10295的合金以及其改进形式(两者均定义如上)相比，根据本发明的合金具'有显著改善的磨损特性。测试结果显示，根据本发明的合金的耐磨性为根
据欧洲标准10295的合金的耐磨性的约17倍并且为其改进形式的耐磨性的 7倍。改善的耐磨性主要归因于碳-铬比的最优化，所述最优化导致构成合 金耐磨成分的碳化铬的最优形成。
此外，实验室实验(在该实验期间，根据本发明的合金在50(TC的温度 下进行超过8星期的热处理，并且随后进行显微镜检查)未给出CT相形成的 任何迹象，表明该合金呈现出显著的热稳定性。
为了避免所述铁合金的机械特性的显著劣化，包括氮、氧、磷和硫的 非金属杂质不应超过以下所规定的最大极限
N:最大0.020; 0:最大10ppm; P:最大0.040;且S:最大0.030。
根据本发明的铸铁合金优选地包含16.0-19.0重量％、更优选16.5 18.5 重量％且最优选17.0~18.0重量％的铬。
此外，根据本发明的铸铁合金优选地包含1.2 1.8重量％、最优选1.4 1.6 重量％的碳。
根据本发明的铸铁合金优选地具有奥氏体-铁素体基体。 所述铸铁合金可制造并且使用通常已知的技术铸造成坯料。 所述铸铁合金特别适合用在用于冷却水泥熟料的熟料冷却器中的机器 部件方面。
权利要求
1. 在500～900℃的温度下具有高耐磨性的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁合金具有以重量百分数表示的以下组成铬15. 0～20.0％，碳1. 0～2.0％，锰0. 8～1.2％，硅1. 2～1.5％，镍1. 5～2.5％，余量为铁以及不可避免的金属和非金属杂质，其中所述非金属杂质包括氮、氧、磷和硫。
2. 权利要求1的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁合金包含 16.0~19.0重量％的铬。
3. 权利要求2的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁合金包含 16.5 18.5重量°/。的4各。
4. 权利要求3的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁合金包含 17.0 18.0重量％的碳。
5. 前述权利要求中任一项的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁 合金包含1.2~1.8重量％的碳。
6. 权利要求5的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁合金包含 1.4~1.6重量％的碳。
7. 前述权利要求中任一项的温度稳定的铸铁合金，其特征在于该铸铁 合金具有奥氏体-铁素体基体。
8. 前述权利要求中任一项的铸铁合金在用于冷却水泥熟料的熟料冷却 器的机器部件中的用途。
全文摘要
本发明涉及在500～900℃的温度下具有高耐磨性的温度稳定的铸铁合金。该合金的特征在于其具有以重量百分数表示的以下组成铬15.0～20.0％，碳1.0～2.0％，锰0.8～1.2％，硅1.2～1.5％，镍1.5～2.5％，余量为铁以及不可避免的金属和非金属杂质，其中所述非金属杂质包括氮、氧、磷和硫。由此获得在加热至500～900℃的温度时与已知合金相比具有更高的耐磨性和降低的形成不期望的σ相的倾向的铸铁合金。
文档编号C22C37/00GK101512030SQ200780032923
公开日2009年8月19日 申请日期2007年6月12日 优先权日2006年9月8日
发明者拉斯马斯·柯克加德斯特奇, 阿斯格·卡尔森 申请人:Fl史密斯公司