一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件，为双相不锈钢组织，其各成分的质量分数为C≤0.03%、Cr20%‑25%、Mo2%‑3.5%、Si0.8%‑1.2%、Ni6.2%‑7.5%、Mn5.5%‑6.5%、N 0.16%‑0.2%、Ce0.02%‑0.05%，余量为Fe和少量杂质，同时公开了该不锈钢铸件的制备工艺，确定了制备中的浇铸、热锻和时效处理的重要参数，使双相不锈钢中奥氏体、铁素体的体积比接近1:1，提高铸件的塑性、力学性能和耐腐蚀性满足船用五金配件的强度、韧性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件及其制备工艺
本专利技术属于不锈钢五金件制造领域，具体涉及一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件及其制备工艺。
技术介绍
随着现代工业的不断发展，不锈钢的用量不断增加，不锈钢的使用领域也随着性能的改善不断解锁到更广泛的领域，船用五金件从过去的大量使用铜锰合金等贵重防腐材料逐渐转变为不锈钢，其中双相不锈钢因为兼具了奥氏体不锈钢优良的韧性和铁素体不锈钢的高强度而成为船用配件的首选材料，满足了船用五金配件如铰链、吊环、滑轮、索具等所必备的强度、韧性和耐腐蚀性，不锈钢的用量逐年增加，对材料需求的增加导致了供需的不平衡，加之不锈钢材料中所需的镍等材料在我国的含有量较少，增加了资源负担，同时我国稀土资源较多，而稀土应用于不锈钢可大大改善材料特性，具有研究价值。本专利技术的目的在于提供一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件及其成型工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件，调整不锈钢中各成分的含量，确定浇铸、热锻及固溶处理的各参数，降低生产成本提高了铸件的力学性能及防腐性。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件，为双相不锈钢组织，其各成分的质量分数为C≤0.03%、Cr20%-25%、Mo2%-3.5%、Si0.8%-1.2%、Ni6.2%-7.5%、Mn5.5%-6.5%、N0.16%-0.2%、Ce0.02%-0.05%，余量为Fe和少量杂质，增加Si、Mo、Mn的含量，降低Ni的含量，减少铸件成本，同时加入稀有金属Ce提高材料的韧性，防止热脆。优选的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，所述各成分的质量分数为C≤0.03%、Cr21%、Mo2.3%、Si1.0%、Ni7%、Mn5.8%、N0.19%、Ce0.05%，余量为Fe和少量杂质。进一步的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，所述各成分的原料为微碳铬铁、氮化锰、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁、铁铈合金。上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，包括以下步骤：a)冶炼浇铸1)预热熔炼锅，将感应炉抽至高真空，使用氩气作为保护气体，将微碳铬铁、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁完全熔炼；2)完全融化后金属液结膜，将氮化锰放入结膜表面，并加入铁铈合金继续熔炼，利用Ce元素与原料中的杂质反应生成熔点高于双相不锈钢的化合物，降低钢液中杂质含量，避免因杂质引起的热脆，提高铸件韧性；3)溶液熔炼均匀后进行浇铸，待冷却后打开真空炉取出铸件；b)热锻；c)固溶处理。优选的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，所述步骤2中加入铁铈合金时降低感应炉功率，因为Ce的化学性质活泼，降低功率以防止Ce与双相不锈钢的成分发生反应，影响晶相。进一步的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，所述步骤3在浇铸前增加功率对熔融物进行电磁搅拌，进一步均匀钢液温度，防止内部温度不均匀而引起的晶相不匀，同时使钢液中各成分均匀。进一步的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，所述步骤3在浇铸前将模具进行烘干预热，预热温度为650摄氏度，防止钢液骤冷。进一步的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，所述步骤b热锻之前将铸件加热到1200摄氏度并保温1.5小时，使内部温度加热均匀。进一步的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，所述步骤b中始锻温度为1200摄氏度，终锻温度为900摄氏度，消除浇铸后的缩松、锁孔以及内部裂纹等，使形成均匀分布的铁素体和奥氏体晶相，保证铸件的力学性能和耐腐蚀性。进一步的，上述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，所述步骤c固溶处理温度为1100摄氏度，时间为4小时，水冷至室温。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，通过调整不锈钢中各成分的含量，使五金配件的韧性、耐腐蚀性满足船用配件的要求下降低生产成本。2.本专利技术的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，通过多次试验确定制作不锈钢五金配件的浇铸、热锻和时效处理的重要参数，使双相不锈钢中奥氏体、铁素体的体积比接近1:1，提高铸件的塑性、力学性能和耐腐蚀性。3.本专利技术的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，通过加入稀土金属铈析出由于原料而不可避免的杂质，使铸件中晶粒细化，力学性能大大提升。附图说明图1为本专利技术制备工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。实施例一按照以下步骤：a)冶炼浇铸1)预热熔炼锅，将感应炉抽至高真空，使用氩气作为保护气体，将微碳铬铁、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁完全熔炼；2)完全融化后金属液结膜，将氮化锰放入结膜表面，并加入铁铈合金继续熔炼；3)溶液熔炼均匀后进行浇铸，待冷却后打开真空炉取出铸件；b)热锻；c)固溶处理。其中，步骤2中加入铁铈合金时降低感应炉功率；步骤3在浇铸前增加功率对熔融物进行电磁搅拌；步骤3在浇铸前将模具进行烘干预热，预热温度为650摄氏度；其中，所述的微碳铬铁、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁、氮化锰和铁铈合金的原料中各元素的成分构成如下配比：C为0.026%的质量分数、Cr为24%的质量分数、Mo为3.2%的质量分数、Si为1.2%的质量分数、Ni为6.5%的质量分数、Mn为6.2%的质量分数、N为0.2%的质量分数、Ce为0.05%的质量分数，余量为Fe和少量杂质；进一步的，所述步骤b热锻之前将铸件加热到1200摄氏度并保温1.5小时，热锻时始锻温度为1200摄氏度，终锻温度为900摄氏度，所述步骤c固溶处理温度为1100摄氏度，时间为4小时，水冷至室温；制作试块测量材料特性如下：抗拉伸强度：1006MPa;断裂延伸率：53.1%;冲击韧性：242J;点蚀电位：254mv。实施例二按照以下步骤：a)冶炼浇铸1)预热熔炼锅，将感应炉抽至高真空，使用氩气作为保护气体，将微碳铬铁、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁完全熔炼；2)完全融化后金属液结膜，将氮化锰放入结膜表面，并加入铁铈合金继续熔炼；3)溶液熔炼均匀后进行浇铸，待冷却后打开真空炉取出铸件；b)热锻；c)固溶处理。其中，步骤2中加入铁铈合金时降低感应炉功率；步骤3在浇铸前增加功率对熔融物进行电磁搅拌；步骤3在浇铸前将模具进行烘干预热，预热温度为650摄氏度；其中，所述的微碳铬铁、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁、氮化锰和铁铈合金的原料中各元素的成分构成如下配比：C为0.026%的质量分数、Cr为21%的质量分数、Mo为2.2%的质量分数、Si为0.9%的质量分数、Ni为7.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件，其特征在于：为双相不锈钢组织，其各成分的质量分数为C≤0.03%、Cr20%-25%、Mo2%-3.5%、Si0.8%-1.2%、Ni6.2%-7.5%、Mn5.5%-6.5%、N0.16%-0.2%、Ce0.02%-0.05%，余量为Fe和少量杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件，其特征在于：为双相不锈钢组织，其各成分的质量分数为C≤0.03%、Cr20%-25%、Mo2%-3.5%、Si0.8%-1.2%、Ni6.2%-7.5%、Mn5.5%-6.5%、N0.16%-0.2%、Ce0.02%-0.05%，余量为Fe和少量杂质。


2.根据权利要求1所述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，其特征在于：所述各成分的质量分数为C≤0.03%、Cr21%、Mo2.3%、Si1.0%、Ni7%、Mn5.8%、N0.19%、Ce0.05%，余量为Fe和少量杂质。


3.根据权利要求1或2所述的用于船舶五金配件的不锈钢铸件，其特征在于：所述各成分的原料为微碳铬铁、氮化锰、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁、铁铈合金。


4.一种用于船舶五金配件的不锈钢铸件的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a)冶炼浇铸
1)预热熔炼锅，将感应炉抽至高真空，使用氩气作为保护气体，将微碳铬铁、纯锰、纯镍、氮化铬、氧化钼、硅铁、纯铁完全熔炼；
2)完全融化后金属液结膜，将氮化锰放入结膜表面，并加入铁铈合金继续熔炼；

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪年，
申请(专利权)人：徐州优尚精密机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32