一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件及其制备方法技术

技术编号:13047956 阅读:120 留言:0更新日期:2016-03-23 14:56
本发明专利技术公开了一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件,该不锈钢铸件在低碳钢具备良好韧性和塑性的基础上适当提高了Al、Mo、La等元素的用量,使得材料强度和韧性兼具,对热稳定,合金组织细化均匀,表现出良好的抗氧化性和抗蠕变性,熔液中加入的由蜂窝陶瓷粉负载的纳米化Ca-RE中间相合金粉及石墨烯的复合精炼剂,热稳定性好,能达到高效的除杂化渣效果,提高钢液的纯净度,细化合金组织,降低表面缺陷,经多次热处理后得到的铸件性能稳定,产品达到节能高效的生产效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不锈钢铸件
,尤其涉及一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件及其制备方法
技术介绍
不锈钢泵、阀广泛的应用于化工、石化、石油、造纸、采矿、电力、液化气、食品、制药、给排水、市政、机械设备配套、电子工业,城建等领域。泵是输送各种不同介质的部件,而阀门是管路流体输送系统中控制部件,它是用来改变通路断面和介质流动方向,具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能、两者常常配套使用。由于不锈钢泵、阀门接触的介质多种多样,可能是水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等等,因此对泵阀材料的性能要求较高,目前市场上的泵阀合金钢性能参差不齐,远远不能满足生产需求,急需从工艺和配方上着手,获得更为高质高效的不锈钢材料。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件,该不锈钢铸件中各组分的重量百分数为:Cr:18-20%、Ni:5.0-5.5%、N:0.6-1.0%、Mn:1.5-1.8%、Mo:1.5-2.0%、Al:2.0-2.5%、La:0.1-0.2%、Mg:0.1-0.2%、Ti:0.4-0.5%、S<0.03%、P<0.03%、C≤0.25%、精炼剂0.3-0.4%,余量为Fe及不可避免的杂质。所述的精炼剂由以下重量百分比的原料制成:蜂窝陶瓷粉5-8、石墨烯0.1-0.2、无水乙醇10-12、Ca含量为75-80wt.%的Al-Ca中间合金粉5-6、RE含量为10-15wt.%Al-RE中间合金粉3-4、硬脂酸1-2,该精炼剂的制备方法为:先将Al-Ca中间合金粉、Al-RE中间合金粉一起投入球磨罐中,搅拌混合均匀后加入无水乙醇、硬脂酸、石墨烯,在密闭条件下球磨混合2-3h,球磨结束后加入蜂窝陶瓷粉,继续研磨20-30min,研磨结束后将混合物料取出,室温干燥,完全除去无水乙醇和硬脂酸,即得。所述的一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件的制备方法为:(1)将除精炼剂外的各原料按照元素重量配比投入熔炼炉中,加热至1450℃-1560℃熔炼,随后加入精炼剂,搅拌混合均匀后将熔液升温至1480-1580℃,精炼处理30-40min,最后将所得熔液经过排渣、脱气后浇注至模具腔中,自然冷却至室温后脱模,得铸锭;(2)将所得的铸锭表面处理后以100-110℃/h的升温速率加热至750-800℃,保温4-5h,随后水冷淬火至600-650℃,保温2-3h后继续空冷至300-350℃,保温1-2h后以105-115℃/h的速度升温至580-620℃,保温2-3h后空冷至室温即得。本专利技术在低碳钢具备良好韧性和塑性的基础上适当提高了Al、Mo、La等元素的用量,使得材料强度和韧性兼具,对热稳定,合金组织细化均匀,表现出良好的抗氧化性和抗蠕变性,熔液中加入的由蜂窝陶瓷粉负载的纳米化Ca-RE中间相合金粉及石墨烯的复合精炼剂,热稳定性好,能达到高效的除杂化渣效果,提高钢液的纯净度,细化合金组织,降低表面缺陷,经多次热处理后得到的铸件性能稳定,产品达到节能高效的生产效果。具体实施方式该实施例不锈钢铸件中各组分的重量百分数为:Cr:18%、Ni:5.0%、N:0.6%、Mn:1.5%、Mo:1.5%、Al:2.0%、La:0.1%、Mg:0.1%、Ti:0.4%、S<0.03%、P<0.03%、C:0.25%、精炼剂0.3%,余量为Fe及不可避免的杂质。其中精炼剂由以下重量百分比的原料制成:蜂窝陶瓷粉5、石墨烯0.1、无水乙醇10、Ca含量为75wt.%的Al-Ca中间合金粉5、RE含量为10wt.%Al-RE中间合金粉3、硬脂酸1,该精炼剂的制备方法为:先将Al-Ca中间合金粉、Al-RE中间合金粉一起投入球磨罐中,搅拌混合均匀后加入无水乙醇、硬脂酸、石墨烯,在密闭条件下球磨混合2h,球磨结束后加入蜂窝陶瓷粉,继续研磨20min,研磨结束后将混合物料取出,室温干燥,完全除去无水乙醇和硬脂酸,即得。该实施例不锈钢铸件的制备方法为:(1)将除精炼剂外的各原料按照元素重量配比投入熔炼炉中,加热至1500℃熔炼,随后加入精炼剂,搅拌混合均匀后将熔液升温至1530℃,精炼处理30min,最后将所得熔液经过排渣、脱气后浇注至模具腔中,自然冷却至室温后脱模,得铸锭;(2)将所得的铸锭表面处理后以100℃/h的升温速率加热至750℃,保温4h,随后水冷淬火至600℃,保温2h后继续空冷至300℃,保温1h后以105℃/h的速度升温至580℃,保温2h后空冷至室温即得。制备得到的铸件性能测试结果为:拉伸强度:658.3MPa;屈服强度:345.5MPa;断裂强度:387.5MPa;断裂前塑性应变:4.4%;冲击韧性:76.3J/cm2;弹性模量:252.8GPa;在200℃条件下氧化增重率为5.6%,在400℃条件下氧化增重率为9.4%,600℃条件下氧化增重率为11.4%;其在酸碱溶液中材料的腐蚀速率≤0.005mm/a。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件,其特征在于,该不锈钢铸件中各组分的重量百分数为:Cr:18‑20%、Ni:5.0‑5.5%、N:0.6‑1.0%、Mn:1.5‑1.8%、Mo:1.5‑2.0%、Al:2.0‑2.5%、La:0.1‑0.2%、Mg:0.1‑0.2%、Ti:0.4‑0.5%、S<0.03%、P<0.03%、C≤0.25%、精炼剂0.3‑0.4%,余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件,其特征在于,该不锈钢铸件中各组分的重
量百分数为:Cr:18-20%、Ni:5.0-5.5%、N:0.6-1.0%、Mn:1.5-1.8%、Mo:1.5-2.0%、Al:2.0-
2.5%、La:0.1-0.2%、Mg:0.1-0.2%、Ti:0.4-0.5%、S<0.03%、P<0.03%、C≤0.25%、精炼剂
0.3-0.4%,余量为Fe及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种耐氧化腐蚀的高铝不锈钢泵阀铸件,其特征在于:所述的精
炼剂由以下重量百分比的原料制成:蜂窝陶瓷粉5-8、石墨烯0.1-0.2、无水乙醇10-12、Ca含
量为75-80wt.%的Al-Ca中间合金粉5-6、RE含量为10-15wt.%Al-RE中间合金粉3-4、硬脂酸
1-2,该精炼剂的制备方法为:先将Al-Ca中间合金粉、Al-RE中间合金粉一起投入球磨罐中,
搅拌混合均匀后加入无水乙醇、硬...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴寿涛
申请(专利权)人:铜陵市经纬流体科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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