[發明專利]一種耐鹽酸腐蝕的耐蝕鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201811567982.7
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109487171B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 姜鋒;葉鵬程;陳基良;汪冰峰;洪霞
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C38/20;C22C38/60;C22C38/26;C22C38/28;C22C33/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發明一種耐鹽酸腐蝕的耐蝕鋼，包括下述組分按重量百分比組成：Cr 12.00～15.00，Mo 2.00～4.00，Sn 0.25～0.65，Cu 0.30～0.50，Sb 0.10～0.40，Nb 0.15～0.25，Ti 0.05～0.15，C≤0.15，Fe余量。熔煉后得到是鑄件，在1％HCl溶液中，15天的失重比≤0.05％。本發明通過適當調節合金元素含量，加入有助于提高在鹽酸中耐蝕性的元素Mo、Sb、Cu等，通過砂模鑄造及熱處理，從而獲得了一種適用于在含Cl^?、SO₄^2?、NH₄⁺等離子的酸霧腐蝕條件工作的耐蝕鋼，該鋼種在低濃度鹽酸中具有較好的耐蝕性，同時在NaCl、NH₄Cl、NaSO₄^2?中具有優良的耐蝕性，可用于解決羅茨鼓風機墻板、側板受Cl^?、SO₄^2?、NH₄⁺等離子的酸霧腐蝕問題，同時也可用于其他海洋耐蝕工件上。

技術領域

本發明涉及金屬合金技術領域，尤其涉及一種耐鹽酸腐蝕的耐蝕鋼及其制備方法。

背景技術

近年來，伴隨著國家大力發展石油、化工、醫藥、清潔能源等行業，材料設備所處的介質環境愈來愈復雜，對工程材料的耐腐蝕性能提出了越來越高的要求。而在工程設計中，經常能遇到以鹽酸為反應介質的工況。在鹽酸介質中，大多數常用的金屬和合金都難以抵擋他的侵蝕。當鹽酸介質中同時存在空氣和氧化劑時，則腐蝕條件變得極為惡劣，腐蝕現象更為嚴重。特別是含有一定量FeCl₃(或氯化銅等氧化性鹽類)的熱濃鹽酸，其腐蝕性很強，已成為工業金屬和合金以及許多非金屬材料不能填補的選材空白。鹽酸是一種典型的非氧化性強酸，能完全離解為H⁺和Cl^－，大多數常見的金屬材料在鹽酸體系下會發生嚴重的活化腐蝕現象，且隨著鹽酸濃度與環境溫度的增加，其腐蝕速率顯著增加。在鹽酸介質中，存在著大量的活性很強的氯離子，他能夠破壞金屬材料表面的鈍化膜，引起材料的全面腐蝕、點蝕及奧氏體不銹鋼的應力腐蝕開裂等腐蝕。316不銹鋼也只在濃度極低的低溫下可使用。

在國內與鹽酸接觸的金屬、材料設備管線一般都使用碳鋼輔以其他防腐措施，如添加緩蝕劑來延長壽命。但有些環境不能施加這些措施，或總有緩蝕劑等波及不到的部位。在石油、化工行業的設備設計中，關鍵設備的選材直接關系到設備的使用性能、服役壽命、安全性和經濟性。一般情況下，應根據設備所處的工況條件(溫度、壓力、應力、磨損情況、特殊材質、壽命等)和周圍環境條件(溫度、濕度、污染、酸堿度等)選擇合適的材料。譬如：在變壓吸附制氧行業所要求配套的羅茨真空泵，以及化工、化肥行業輸送水煤氣和半水煤氣的羅茨鼓風機，機器在整個運行過程中都面臨大量水汽的沖刷以及水份在相變過程中對機器零部件形成的汽蝕現象，造成零部件的壽命大幅度縮短，以致必須對轉子或整機予以頻繁更換。目前采用進口材料的鑄件，導致鑄件成本很高(約5萬元/噸)，且進口材料鑄件的耐蝕性能仍不是十分理想。這樣大大增加了羅茨水蒸氣壓縮機和濕式羅茨真空泵的生產成本。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的問題在于提供一種耐鹽酸腐蝕的耐蝕鋼及其制備方法，該耐蝕鋼在含Cl^-、SO₄^2-、NH₄⁺等離子的酸霧環境中具有較好的耐蝕性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明一種耐鹽酸腐蝕的耐蝕鋼，包括下述組分按重量百分比組成：

Cr 12.00～15.00，Mo 2.00～4.00，Sn 0.25～0.65，Cu 0.30～0.50，Sb 0.10～0.40，Nb 0.15～0.25，Ti 0.05～0.15，C≤0.15，Fe余量。