含锗肥粒铁不锈钢制造技术

一种含锗肥粒铁不锈钢，将一原料加入微量锗，制成一含锗肥粒铁不锈钢；而该原料主要是以铁与铬为主要组成元素的肥粒铁不锈钢；该原料在进行微量添加锗后，就可制成含锗肥粒铁不锈钢。制成的含锗肥粒铁不锈钢，在进行分析后可知，此项微量添加锗，具有促进钝化膜生成、提升钝化膜稳定度、使钝化膜修复能力变佳、提升合金抗蚀能力、及能使孔蚀的腐蚀机制转变成均匀腐蚀机制等特点，尤其是在氯化钠溶液中浸泡，能使孔蚀机制转变成均匀腐蚀机制，此一现象对于不锈钢的抗蚀应用，是一个大突破点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种含锗肥粒铁不锈钢，特别是一种以肥粒铁不锈钢为基础材料、并微量添加锗后，所制成的含锗肥粒铁不锈钢。
技术介绍
在工业技术发展上，金属已经是不可或缺的重要材料，举凡生活用品、工具与设施。然而只要是金属材料，就会面临到在使用环境中产生腐蚀，导致性质退化的老化与劣化问题，不仅造成使用上的不便，更会发生严重环境污染与工安意外，威胁大众的生命安全。为了减少金属腐蚀的损失，增加合金的抗腐蚀能力，便成为很重要的课题，工业上常见的方法，有使用抗蚀的不锈钢、表面涂层、阳极保护、与阴极防蚀等。而根本的方式，便是使用不锈钢，来面对腐蚀的环境。而由于使用需求的不同，在不同的环境下，使用不同特性的不锈钢，因此不锈钢发展了许多不同的分支。若以添加元素的不同来分类，即为以不同的镍铬合金元素含量变化，分类的列表，可分成铬系、铬镍系、铬镍锰系与低铬系四种不锈钢系，各项分类特性如下所列：(1)铬系：400系为主，不含镍或含镍量小于2.5wt％，包括麻田散铁不锈钢和肥粒铁型不锈钢皆属此型。(2)铬镍系：300系沃斯田铁不锈钢与600系析出硬化不锈钢为主，利用加入镍保持稳定的沃斯田铁组织，是市面上最常见的不锈钢。(3)铬镍锰系：200系为主，主要是把300系列中镍改用廉价的锰来取代，为另一种较廉价的沃斯田铁不锈钢。(4)低铬系：500系为主，铬含量只有4至6wt％，实际上不能称为不锈钢，其价格低廉，主要用于石化业。然而不锈钢分类还有很多种方式，若以组织结构来分类，则可以分成五大类：沃斯田铁系、肥粒铁系、麻田散铁系、析出硬化系及双相系不锈钢。不锈钢的合金含量依不同种类会有不同的配比，使其耐蚀性质与机械性质皆有所差异，所以厘清不锈钢中，添加合金元素，对于性能的影响，是很重要的，例如铬与镍能增加耐蚀性；添加铌与钛能减少粒间腐蚀现象，以及添加铝增进机械性质等。常见的不锈钢，是以含有大量镍的沃斯田铁系不锈钢为主，镍是一种FCC相
稳定剂，借着添加镍，就可以将不锈钢转变成机械性质较佳的FCC结构，使不锈钢的泛用性大增。如304不锈钢，由于有高抗蚀能力、高延展性、也有不错的焊接性，所以可以应用在几乎任何一种环境。然而镍元素由于价昂，再加上不锈钢产量一直呈现增加的趋势，带动全球镍需求急速上升。如此容易造成镍价左右着不锈钢成本与销量的趋势。因此，近年来不锈钢的研究，渐渐转为以其他微量元素，取代镍元素，期待能够在不添加镍元素、且较低廉的成本的情况下，拥有高抗腐蚀能力，以及更好的焊接与加工成形性。因此，所选择添加的微量元素必须具有较低廉的成本，且能够得到比添加镍更好的特性，例如拥有高抗腐蚀能力，以及更好的焊接与加工成形性等，如此应为一最佳解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含锗肥粒铁不锈钢，其能具有较高抗腐蚀性能，以及更好焊接成型效果。为实现上述目的，本专利技术公开了一种含锗肥粒铁不锈钢，将一原料制成一含锗的肥粒铁不锈钢材料，该原料的组成成份包含：介于15-25wt％的铬、0.1wt％的锰、0.12wt％的硅、介于0.1～1.2wt％的锗以及其余重量百分比组成的铁。其中，该原料的锗含量为0.1～0.3wt％。其中，该原料的锗含量为0.3～0.8wt％。其中，该原料的锗含量为0.8～1.2wt％。其中，该含锗肥粒铁不锈钢材料经过一氯化钠溶液浸泡后，会产生均匀腐蚀现象。通过上述描述，本专利技术的含锗肥粒铁不锈钢，经由微量添加锗后的含锗肥粒铁不锈钢，具有能够促进钝化膜生成，且提升钝化膜稳定度、使钝化膜修复能力较佳、提升合金抗蚀能力、及能使在含氯离子溶液内的腐蚀机制转变成均匀腐蚀等特点。本专利技术所制成的含锗肥粒铁不锈钢材料经由氯化钠浸泡后，能使腐蚀现象转变成均匀腐蚀。附图说明图1：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的制备流程示意图。图2：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的合金成份示意图。图3：习用含铜与锡的肥粒铁不锈钢及其制备方法的合金成份示意图。图4A：习用含铜与锡的肥粒铁不锈钢及其制备方法的均质化CS200+Cu-Sn在0.1M硫酸中的极化曲线示意图。图4B：习用含铜与锡的肥粒铁不锈钢及其制备方法的均质化CS200+Cu-Sn在0.1M硫酸中的极化曲线参数示意图。图5A：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的均质化CS200+Ge在0.1M硫酸中的极化曲线示意图。图5B：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的均质化CS200+Ge在0.1M硫酸中的极化曲线参数示意图。图6：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的均质化CS合金迟滞面积随微量添加变化示意图。图7：习用含铜与锡的肥粒铁不锈钢及其制备方法的均质化CS200+Cu-Sn在0.1M H2SO4的开路电位法结果示意图。图8：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的均质化CS200+Ge在0.1M H2SO4的开路电位法结果示意图。图9：习用含铜与锡的肥粒铁不锈钢及其制备方法的添加Cu-Sn的CS合金在硫酸溶液中的离子浓度比较示意图。图10：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的添加Ge的CS合金在硫酸溶液中的离子浓度比较示意图。图11：习用含铜与锡的肥粒铁不锈钢及其制备方法的添加Cu-Sn的CS合金在氯化钠溶液中的离子浓度比较示意图。图12：本专利技术含锗肥粒铁不锈钢的添加Ge的CS合金在氯化钠溶液中的离子浓度比较示意图。具体实施方式有关于本专利技术其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。如图1所示，由于本专利技术含锗肥粒铁不锈钢是以430不锈钢为基础，以铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)、硅(Si)为主要组成元素，并微量添加锗(Ge)后(主要成分如图2所示)，将上述原料以熔融法制成该含锗肥粒铁不锈钢材料，进行熔融法的前必须先将原料放置于真空电弧熔炼炉的水冷铜模上101、并盖上真空电弧熔炼炉的炉盖后，进行抽气真空电弧融炼炉的腔体抽真空至2.4x 10-2torr，接着通入纯氮气至8torr，最后重复抽真空与通氮气的动作三次后，即可开始利用真空电弧融炼炉进行熔炼102；于真空电弧融炼炉中，利用真空电弧将纯原料熔解均匀后，再利用水冷铜模
进行冷却固化，成为碗型试片，接着将试片翻面后反复熔炼四次，直到确认合金成分都已完全熔解且均匀混炼103。最后将腔体破真空，取出铸锭，即为CS合金的铸造态，之后再进行切割与研磨处理后，就形成该含锗肥粒铁不锈钢材料试片104。之后，为了减少合金中孔洞和微量偏析的影响，会将含锗肥粒铁不锈钢材料试片以1100℃热处理。热处理前，将熔炼后的铸造态试片封入石英管中，以每分钟4.5℃的升温速率持续加热到1100℃，然后持温6小时，时间到了以后，将石英封管取出进行水淬处理，待封管内试片温度降到室温后，敲破实应封管取出试片，即为CS合金的均质化态试片。而本专利技术的含锗肥粒铁不锈钢材料试片会透过线性极化扫描、阻抗频谱法、循环伏安法、开路电位法的电化学实验，及不同腐蚀溶液测试下，对微量添加Cu-Sn与Ge的CS合金进行腐蚀特性的探讨，接着以光学显微镜OM检验微结构、感应耦合电浆法ICP进行合金浸泡试验液的成分分析，并以X光光电子谱XPS、欧杰电子能谱仪AES进行合金钝化膜结构与成分分析。另外，除了本专利技术含锗肥粒铁不锈钢材料试片的外，本专利技术更针对习用微量添加Cu与Sn的数据资料，如图3所示，用以一并进分析，以比较微量添本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含锗肥粒铁不锈钢，将一原料制成一含锗的肥粒铁不锈钢材料，该原料的组成成份包含：介于15‑25wt％的铬、0.1wt％的锰、0.12wt％的硅、介于0.1～1.2wt％的锗以及其余重量百分比组成的铁。

【技术特征摘要】
2015.02.17 TW 1041054701.一种含锗肥粒铁不锈钢，将一原料制成一含锗的肥粒铁不锈钢材料，该原料的组成成份包含：介于15-25wt％的铬、0.1wt％的锰、0.12wt％的硅、介于0.1～1.2wt％的锗以及其余重量百分比组成的铁。2.如权利要求1所述的含锗肥粒铁不锈钢，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞凯，
申请(专利权)人：陈瑞凯，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71