本發(fā)明涉及合金鋼的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼及其制備方法。

背景技術(shù)：

溫度傳感器在使用過程中，其中熱敏電阻起著重要的作用，而熱敏電阻是一種具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，一旦超過一定的溫度時(shí)，它的電阻值隨著溫度的升高幾乎是呈階躍式的增高，能夠電流浪涌過大，溫度過高時(shí)對電路起保護(hù)作用。

在工作電流下，產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量達(dá)到平衡電流可以正常通過，當(dāng)過大電流通過時(shí)，元件產(chǎn)生大量的熱量不能及時(shí)的散發(fā)出去，導(dǎo)致電阻迅速上升，限制了大電流通過，從而起到過流保護(hù)作用，但隨著社會進(jìn)步，新興的電氣設(shè)備需要更靈敏溫度控制和調(diào)節(jié)。

而溫度傳感器中熱敏電阻的使用材料大多為合金鋼，現(xiàn)有技術(shù)中的合金鋼的耐高溫抗氧化性能無法滿足實(shí)際使用過程中的需求，因此亟需設(shè)計(jì)一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼來解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼及其制備方法。本發(fā)明通過對組分進(jìn)行合理選擇，制備得到的電阻用合金鋼具有優(yōu)異的耐高溫抗氧化性能。

本發(fā)明提出的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.1-0.2％，Si：0.6-1.1％，Mn：4.2-8.6％，Cr：16.8-22.4％，P≤0.04％，S≤0.04％，V：0.02-0.08％，Nb：0.05-0.15％，Pb：0.02-0.06％，Al：3.2-4.6％，Ti：0.2-0.6％，Mo：0.6-1.2％，Cu：6.8-8.6％，Y：0.2-0.6％，Ni：4.5-8.5％，W：0.12-0.24％，稀土：0.02-0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，Nb含量與Cr含量之比Nb/Cr以重量比計(jì)，滿足0.002＜Nb/Cr＜0.009。

優(yōu)選地，Si、Nb及Mo的合計(jì)含量(Si+Nb+Mo)與的含量之比(Si+Nb+Mo)/C以重量比計(jì)，滿足6.25＜(Si+Nb+Mo)/C＜24.5。

優(yōu)選地，W、Mo和V的合計(jì)含量(W+Mo+V)與C含量之比(W+Mo+V)/C以重量比計(jì)，滿足3.7＜(W+Mo+V)/C＜15.2。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.12-0.18％，Si：0.7-1.0％，Mn：4.3-8.5％，Cr：16.9-22.3％，P≤0.03％，S≤0.03％，V：0.03-0.07％，Nb：0.08-0.12％，Pb：0.03-0.05％，Al：3.4-4.4％，Ti：0.3-0.5％，Mo：0.8-1.0％，Cu：6.9-8.5％，Y：0.3-0.5％，Ni：4.8-8.2％，W：0.14-0.22％，稀土：0.03-0.07％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.15％，Si：0.85％，Mn：6.4％，Cr：19.6％，P:0.01％，S:0.01％，V：0.05％，Nb：0.10％，Pb：0.04％，Al：3.9％，Ti：0.4％，Mo：0.9％，Cu：7.7％，Y：0.4％，Ni：6.5％，W：0.18％，稀土：0.05％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、磷粉、硫粉、釩錠、鈮錠、鉛塊、鋁塊、鈦粉、鉬錠、銅塊、釔錠、鎳粉和鎢塊進(jìn)行熔煉，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行變質(zhì)處理；

S2、向S1中經(jīng)過變質(zhì)處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.1-0.2％，Si：0.6-1.1％，Mn：4.2-8.6％，Cr：16.8-22.4％，P≤0.04％，S≤0.04％，V：0.02-0.08％，Nb：0.05-0.15％，Pb：0.02-0.06％，Al：3.2-4.6％，Ti：0.2-0.6％，Mo：0.6-1.2％，Cu：6.8-8.6％，Y：0.2-0.6％，Ni：4.5-8.5％，W：0.12-0.24％，稀土：0.02-0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至880-980℃，保溫3-5h，接著空冷至室溫，然后升溫至680-860℃，保溫1-3h，然后繼續(xù)升溫至980-1250℃，保溫12-24h，然后空冷至室溫得到耐高溫抗氧化電阻用合金鋼。

優(yōu)選地，S1中，熔煉的溫度為850-950℃。

優(yōu)選地，S1中，變質(zhì)處理的溫度為780-820℃。

本發(fā)明中Cr是非常重要的鐵素體形成元素，可以提高材料的耐腐蝕、高溫抗氧化性能。Ni是能穩(wěn)定奧氏體的元素，也能提高不銹鋼的耐蝕性，另外還有提高不銹鋼塑韌性、延展性。Mo跟Cr一樣也是鐵素體的促進(jìn)形成元素，它能十分明顯地提高局部耐腐蝕性Si是強(qiáng)鐵素體形成元素。Mn是能夠擴(kuò)大奧氏體區(qū)域的元素，同時(shí)Mn還能提高強(qiáng)度，但是Mn有個(gè)不足，就是Mn會促進(jìn)σ相析出，會造成不銹鋼的脆性增大。Cr元素提高了合金的強(qiáng)度和塑性，尤其在與Ni結(jié)合的效果尤為顯著，但是對于Cr的含量有嚴(yán)格要求，本發(fā)明技術(shù)方案將Cr的含量控制為16.8-22.4％，再將其與Al及V配合，使其在合金中的作用得到加強(qiáng)，將錳含量控制在4.2-8.6％，脫氧效果好，削弱了合金的熱脆性，經(jīng)固溶處理后，使得合金具有良好的韌性。由于本發(fā)明的合金鋼屬于高鉻系列合金鋼，其抗氧化腐蝕的能力，一方面，該合金表面具有高致密度且與基體結(jié)合牢固的氧化鉻氧化膜的保護(hù)，奧氏體是單晶體。隨著溫度的增高，奧氏體晶粒長大變粗，晶界總面積隨之減少，體系內(nèi)的自由能降低，金相結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。另一方面，由于鉻和鎳的作用，使合金中晶粒電極電位升高，為正電位完全鈍化，與此同時(shí)，因晶界的減少就減少了微電池的數(shù)目，從而使電化腐蝕的機(jī)率大大降低。一般認(rèn)為，電化腐蝕是金屬腐蝕的主要原因，而晶間腐蝕則是不銹鋼的主要腐蝕形式。其磨蝕機(jī)理是晶界和晶粒之間在成份組織上的差別造成了電位差。晶粒成為大陰極區(qū)，晶界成為小陽極區(qū)，以致腐蝕沿晶界發(fā)展。電位差愈大，腐蝕也愈迅速，防止的根本措施是使晶粒與晶界的電位相等，電位差趨于零，這就是本發(fā)明合金鋼抗氧化腐蝕的主要原因。本發(fā)明的電阻用合金鋼具有優(yōu)異的耐高溫抗氧化性能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼，其各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.15％，Si：0.85％，Mn：6.4％，Cr：19.6％，P:0.01％，S:0.01％，V：0.05％，Nb：0.10％，Pb：0.04％，Al：3.9％，Ti：0.4％，Mo：0.9％，Cu：7.7％，Y：0.4％，Ni：6.5％，W：0.18％，稀土：0.05％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例2

本發(fā)明的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、磷粉、硫粉、釩錠、鈮錠、鉛塊、鋁塊、鈦粉、鉬錠、銅塊、釔錠、鎳粉和鎢塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為850℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理的溫度為820℃；

S2、向S1中經(jīng)過變質(zhì)處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.1％，Si：1.1％，Mn：4.2％，Cr：22.4％，P：0.04％，S：0.04％，V：0.02％，Nb：0.15％，Pb：0.02％，Al：4.6％，Ti：0.2％，Mo：1.2％，Cu：6.8％，Y：0.6％，Ni：4.5％，W：0.24％，稀土：0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至880℃，保溫5h，接著空冷至室溫，然后升溫至680℃，保溫3h，然后繼續(xù)升溫至980℃，保溫24h，然后空冷至室溫得到耐高溫抗氧化電阻用合金鋼。

實(shí)施例3

本發(fā)明的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、磷粉、硫粉、釩錠、鈮錠、鉛塊、鋁塊、鈦粉、鉬錠、銅塊、釔錠、鎳粉和鎢塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為950℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理的溫度為780℃；

S2、向S1中經(jīng)過變質(zhì)處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.2％，Si：0.6％，Mn：8.6％，Cr：16.8％，P：0.02％，S：0.03％，V：0.08％，Nb：0.05％，Pb：0.06％，Al：3.2％，Ti：0.6％，Mo：0.6％，Cu：8.6％，Y：0.2％，Ni：8.5％，W：0.12％，稀土：0.08％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至980℃，保溫3h，接著空冷至室溫，然后升溫至860℃，保溫1h，然后繼續(xù)升溫至1250℃，保溫12h，然后空冷至室溫得到耐高溫抗氧化電阻用合金鋼。

實(shí)施例4

本發(fā)明的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、磷粉、硫粉、釩錠、鈮錠、鉛塊、鋁塊、鈦粉、鉬錠、銅塊、釔錠、鎳粉和鎢塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為880℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理的溫度為810℃；

S2、向S1中經(jīng)過變質(zhì)處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.12％，Si：1.0％，Mn：4.3％，Cr：22.3％，P：0.015％，S:0.001％，V：0.03％，Nb：0.12％，Pb：0.03％，Al：4.4％，Ti：0.3％，Mo：1.0％，Cu：6.9％，Y：0.5％，Ni：4.8％，W：0.22％，稀土：0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至890℃，保溫4.5h，接著空冷至室溫，然后升溫至690℃，保溫2.5h，然后繼續(xù)升溫至985℃，保溫22h，然后空冷至室溫得到耐高溫抗氧化電阻用合金鋼。

實(shí)施例5

本發(fā)明的一種耐高溫抗氧化電阻用合金鋼的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鐵塊、碳粉、硅粉、錳塊、鉻錠、磷粉、硫粉、釩錠、鈮錠、鉛塊、鋁塊、鈦粉、鉬錠、銅塊、釔錠、鎳粉和鎢塊進(jìn)行熔煉，熔煉的溫度為920℃，得到合金液，然后加入稀土進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理的溫度為790℃；

S2、向S1中經(jīng)過變質(zhì)處理的合金液進(jìn)行精煉脫硫、脫氧，進(jìn)行檢測，合金液按重量百分比包括如下組分：C：0.18％，Si：0.7％，Mn：8.5％，Cr：16.9％，P：0.025％，S:0.028％，V：0.07％，Nb：0.08％，Pb：0.05％，Al：3.4％，Ti：0.5％，Mo：0.8％，Cu：8.5％，Y：0.3％，Ni：8.2％，W：0.14％，稀土：0.07％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

S3、將S2中得到合金液進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，然后將鑄件升溫至970℃，保溫3.5h，接著空冷至室溫，然后升溫至850℃，保溫1.5h，然后繼續(xù)升溫至1245℃，保溫14h，然后空冷至室溫得到耐高溫抗氧化電阻用合金鋼。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。