[發明專利]船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010454736.1
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111593269A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 肖學山;黃周遠;李鈞
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C38/42
• 分類號: C22C38/42;C22C38/44;C21D1/00;C21D6/00;C21D9/00;C22C33/04;F04B53/10
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼及其制備方法和應用。本發明泵閥材料通過熱處理工藝控制，分別在高溫兩相區進行固溶處理后，再在低溫進行一次時效和二次時效處理，保證鐵素體?奧氏體雙相組織提高硬度到30?40HRC，從而改善材料的切削加工性能；同時在保溫時效的過程中，以確保材料中添加的合金元素Cu以ε?Cu相從基體中析出，尺寸約在80～150nm，進一步改善了加工性能，同時獲得抗菌防微生物黏附的能力。本發明在保證耐海水腐蝕和防海洋微生物黏附的前提下解決了目前市場上使用銅合金船舶泵閥材料成本高昂、以及使用奧氏體不銹鋼難于切削和不耐海水腐蝕的難題，可以廣泛使用在船舶泵閥上。

技術領域

本發明涉及一種雙相不銹鋼及其制備方法和應用，特別是涉及一種耐海水腐蝕雙相不銹鋼及其制備方法和應用，應用于不銹鋼新材料及其制備工藝技術領域。

背景技術

不論是天然氣、自來水、石油等傳輸都離不開管道的運輸，尤其是在對管道連接處泵閥的性能要求就越來越高。現今，在船舶泵閥材料應用多采用銅合金、奧氏體不銹鋼、鑄鐵等合金材料，這些材料不論是在成本上還是在使用環境上都有很大局限性。一方面，目前市場上部分使用316L奧氏體不銹鋼替代Cu合金，但由于316L奧氏體不銹鋼的硬度小，加工性能較差，在切削的過程中容易粘刀，從而使得在加工成本上的增加大大抵消了原材料成本價格帶來的優勢，同時316L奧氏體不銹鋼不耐海水腐蝕；另一方面，在海洋船艦泵閥的合金材料上，市場上普遍沒有考慮到泵閥長時間使用后，海洋微生物的黏附問題，因此在考慮耐海水腐蝕的基礎上，還應該要兼顧到海洋生物長時間的黏附可能產生的泵閥堵塞和微生物腐蝕帶來的使用壽命的減少的問題。鑒于目前市場上使用的船舶泵閥合金材料存在的不足，目前市場上所用到泵閥銅合金用材所面臨價格昂貴，316L不銹鋼切削加工性差等問題，發明一種全新的船舶泵閥合金材料，通過對合金成分的控制以及熱處理工藝的設計，滿足對耐海水腐蝕、易切削、防海洋生物黏附等綜合性能的要求，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼及其制備方法和應用，本發明雙相不銹鋼材料，能應用于船舶泵閥，耐海水腐蝕，易切削加工，同時通過添加一定量的銅元素，通過時效處理使得富銅相的析出賦予材料一定的抗海洋微生物黏附的能力。

為達到上述發明創造目的，本發明采用如下技術方案：

一種船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼，其合金組分質量百分比為：C≤0.03％，S≤0.03％，P≤0.04％，N≤0.20％，Cr:19.00～24.00％，Cu:2.0-4.00％，Ni：3.00～4.50％，Mo：0.3-1.0％，其余成分為鐵及不可避免的其他雜質。

作為本發明優選的技術方案，船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼，其組分質量百分比為：C：0.010～0.02％，S≤0.008％，P≤0.04％，N：0.002～0.15％，Cr:19.50～22.60％，Cu:2.50～3.5％，Ni：3.00～3.50％，Mo：0.4-0.8％，其余部分為鐵和不可避免的雜質。

作為本發明進一步優選的技術方案，船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼，其組分質量百分比為：C：0.010～0.012％，S：0.005～0.006％，P≤0.04％，N：0.002～0.131％，Cr:19.54～19.57％，Cu:2.63～2.78％，Ni：3.18～3.24％，Mo：0.41-0.45％，其余部分為鐵和不可避免的雜質。

作為本發明優選的技術方案，船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼中合金元素Cu以ε-Cu相從材料基體中彌散析出，并均勻分布，ε-Cu相尺寸為80～150nm，材料硬度值為30～40HRC。

一種本發明船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼的應用，采用所述船舶泵閥用抗微生物黏附耐海水腐蝕雙相不銹鋼，制造耐海水腐蝕抗微生物黏附的船舶泵閥鑄件。