[發(fā)明專利]新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010293013.4
• 申請(qǐng)日: 2010-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN101942617A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈紹敖;周和平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈紹敖;周和平
• 主分類號(hào): C22C38/58
• 分類號(hào): C22C38/58;C22C33/06
• 代理公司: 湖南省婁底市興婁專利事務(wù)所 43106
• 代理人: 朱成實(shí)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹耐酸鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

石油、化工、冶金、電力、煤炭和國防工業(yè)等領(lǐng)域，大量使用工業(yè)泵、閥門、管道、糖散器、混合器、解裂器、輻射管等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品往往在惡劣的工況條件下運(yùn)行，有的接觸稀硫酸、鹽酸、磷酸、氫氧酸等強(qiáng)腐蝕化合物，有的工作于高磨損狀態(tài)，有的處于高溫高腐環(huán)境中。僅上述六大工業(yè)領(lǐng)域，每年要生產(chǎn)上億噸的石油、幾千萬噸硫酸、鹽酸、磷酸、各種化肥和化工原料，將消耗幾十萬臺(tái)泵閥及配件。以石油、化工行業(yè)為例，每年需要70多萬臺(tái)耐強(qiáng)腐蝕泵。

目前，制造耐強(qiáng)腐蝕泵及各種耐腐管道的合金材料一般為4Cr25Ni20Si2。該材料雖然耐腐蝕性能較好，但是存在下列不足之處：

1、高溫強(qiáng)度低，硬底低(HRC25～28)。

2、抗疲勞能力差，易變形。

3、抗磨性能不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料，做到既具有優(yōu)良的抗強(qiáng)腐蝕性能，又增加了耐磨性和較好的高溫強(qiáng)度、抗氧化性和抗熱廢勞性能。

本發(fā)明提供的合金材料各成分的質(zhì)量百分比如下：

C?1.6～2.0????Si?0.8～1.2????Mn?8.0～11.0

Cr?24～27?????Mo?2.0～3.0????Ni?5.0～7.5

Nb≤1.0???????Ti≤1.0????????B≤0.20

Re≤0.10??????S≤0.030???????P≤0.030

其余為Fe。

本發(fā)明生產(chǎn)工藝如下：

1、配料

首先用1Cr18Ni9Ti不銹鋼作底料，底料質(zhì)量為總量的64～72％，再配制高碳鉻鐵或中碳鉻鐵26～18％，底料與高碳鉻鐵或中碳鉻鐵加入量之和≥總量的90％且＜91％，然后根據(jù)成品對(duì)原料化學(xué)成分要求進(jìn)行精確計(jì)算，按質(zhì)量加入鉬鐵4～6％、鈦鐵1～2％、鈮鐵2～3％、硼鐵0.2～0.5％、稀土0.1～0.5％，后面五種原料加入量之和≤總量的10％；

2、熔煉

熔煉在可控硅中頻感應(yīng)電爐內(nèi)進(jìn)行，采用不氧化法，熔煉溫度為1600～1680℃，熔煉時(shí)間每爐2小時(shí)，出鋼溫度為1500～1550℃。

3、鑄造

可用砂型工藝、干型加涂料或精密鑄造工藝澆鑄鑄件。

4、熱處理

將鑄件加熱到800～850℃，進(jìn)行爐冷退火，或?qū)㈣T件加熱到固溶溫度1000～1050℃，進(jìn)行空冷退火。

經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明生產(chǎn)的合金材料技術(shù)性能指標(biāo)如下：

1、室溫力學(xué)性能

σ_b＝900～1000MPa???????????σ_0.2＝550～650MPa

δ₅＝10～15％???????????????ak＝15～30J/cm²

HRc45～55

2、耐腐蝕性能

(1)甲酸(濃度50％)，在50℃時(shí)，腐蝕速率為1.00mm/a

(2)硝酸(濃度90％)，在90℃時(shí)，腐蝕速率為0.5mm/a

(3)硫酸(濃度5％)，在80℃時(shí)，腐蝕速率為0.5mm/a

(4)磷酸(濃度85％)，在80℃時(shí)，腐蝕速率為0.5mm/a

(5)鹽酸(濃度30％)，在80℃時(shí)，腐蝕速率為2.0mm/a

3、高溫抗氧化性：1000～1100℃

而美國CD4Mcu耐蝕雙相不銹鋼技術(shù)性能指標(biāo)如下：

1、室溫力學(xué)性能

σ_b＝600～700MPa??????????????????σ_0.2＝400～500MPa

δ₅＝10～16％??????????????????????ak＝30～40J/cm²

HB250～280

2、耐腐蝕性能

(1)甲酸(濃度50％)，在50℃時(shí)，腐蝕速率為3.0mm/a

(2)硝酸(濃度90％)，在90℃時(shí)，腐蝕速率為1.0mm/a

(3)硫酸(濃度5％)，在80℃時(shí)，腐蝕速率為2.0mm/a

(4)磷酸(濃度85％)，在80℃時(shí)，腐蝕速率為3.0mm/a

(5)鹽酸(濃度30％)，在80℃時(shí)，腐蝕速率為4.0mm/a

3、高溫抗氧化性：800～900℃