离心泵用高铬铸铁材料及制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种离心泵用高铬铸铁材料，按重量百分比包括，Cr28.0

【技术实现步骤摘要】
离心泵用高铬铸铁材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料领域，具体而言，尤其涉及一种具有高耐腐蚀性能的离心泵用高铬铸铁材料及制备方法。

技术介绍

[0002]离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，主要是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的，离心泵有立式、卧式、单级、多级等多种形式，例如CN2151287、CN109058168等所揭示的结构。离心泵一般均采用灰铸铁或耐磨铸铁制造，但对于一些特殊应用场景的离心泵存在磨损快、使用时间短、效率低、密封性能差、水电消耗多、维护修理工作量大和作业成本高等问题。
[0003]高铬铸铁是近年来发展起来的一种抗磨性能优异的耐磨材料。采用高铬铸铁制作离心泵有利于提高其耐磨性能。高铬铸铁的抗磨损组织主要包括（Cr,Fe）7C3型碳化物和奥氏体或其转变产物所组成。（Cr,Fe）7C3型碳化物包括初生粗大碳化物、共晶碳化物和二次碳化物三类，奥氏体或其转变产物包括铁素体，珠光体，奥氏体，马氏体四类。根据特定的工况要求，通过选定合适的合金成分、铸造工艺、热处理工艺对于获得最佳匹配的抗磨组织十分重要。鉴于高铬铸铁的良好耐磨性能，在离心泵的制作中已经具有举足轻重的意义。但是，离心泵的使用场景很多，例如在海洋中的运输轮使用时，更多地需要考虑其耐腐蚀性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有高耐腐蚀性能的离心泵用高铬铸铁材料及制备方法。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种离心泵用高铬铸铁材料，按重量百分比包括，Cr28.0
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35.0%Ni2.0
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2.5%Mo1.5
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3.0%Si1.0
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1.5%C2.0
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2.9%Mn0.5
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1.5%S0
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0.04%P0
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0.04%其余为Fe和不可避免的杂质。
[0006]优选的，按重量百分比还包括，V0.3
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1.0%。
[0007]本专利技术还揭示了一种离心泵用高铬铸铁材料的制备方式，包括以下步骤：按照所述高铬铸铁的原料组分进行配料，以Si、Mn、Cr、C的所述重量百分含量为标准选配废钢和铬铁，以Mo的所述重量百分含量为标准选配钼铁，以Ni的所述重量百分含
量为标准选配镍矿石；将所述废钢、铬铁、钼铁和镍矿石进行熔炼，待熔化后加入造渣剂除渣，得到合金液；利用脱氧剂对所述合金液进行脱氧、冷却后得到奥氏体铸态合金材料；将所述奥氏体铸态合金材料经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，在温度220℃保温1.2
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1.4小时，在温度640
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650℃时保温1.2
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1.4小时；在温度900
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1050℃时保温1.0
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5.0小时，然后空淬；回火温度为240
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260℃，保温时间8
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12小时，回火后空冷，得到高铬铸铁合金材料；将所述高铬铸铁合金材料置于80
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90℃的干燥箱中保温6
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8小时后，在加工件表面涂覆混合剂，混合剂厚度为400
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600μm，然后在真空加热设备中进行高频感应熔覆。
[0008]优选的，所述脱氧剂为铝。
[0009]优选的，所述混合剂包括以下重量份的原料：20
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25份电解锰粉、20
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25份硅粉、2
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5份碳化钨粉末、1
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2份碳化硼粉末、1
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2份铅粉末、20份粘结剂。
[0010]优选的，所述真空加热设备中进行感应熔覆的真空度为50
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75Pa。
[0011]优选的，所述熔炼铸造的温度为1450℃
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1600℃。
[0012]本专利技术的有益效果主要体现在：高铬铸铁由于其合金含量高，因此具有优异的耐腐蚀性和合理的耐腐蚀性，因此在腐蚀性环境中的使用超过了所有其他铸铁；表现出良好的抗酸氧化性，尤其是HNO3；高铬铁不耐还原酸，可用于盐溶液、有机酸、海洋和工业大气中；具有耐大气腐蚀的优势；35%的铬合金超高含量用于在烟气脱硫（FGD）和磷酸盐基肥料制造等应用中能很好地抵抗晶间腐蚀；能够在600布氏硬度下达到最高硬度。
具体实施方式
[0013]本专利技术揭示了一种离心泵用高铬铸铁材料，按重量百分比包括，Cr28.0
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35.0%Ni2.0
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2.5%Mo1.5
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3.0%Si1.0
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1.5%C2.0
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2.9%Mn0.5
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1.5%S0
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0.04%P0
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0.04%其余为Fe和不可避免的杂质。
[0014]高铬铸铁铸态显微组织在室温时白色基体为初生奥氏体及其转变产物，骨骼状组织为共晶碳化物相互构成的树枝状结晶。
[0015]当铸铁中含铬量足够高时，共晶结晶的固液相界面不规则，结晶区域变得较宽，呈现糊状结晶的特征。这样，冷到共晶线时，共晶碳化物趋于小平面方式生长，而共晶奥氏体趋于树枝状方式生长，因此，高铬铸铁抗磨性和力学性能优于普通白口铸铁。高铬铸铁的组织和性能在某种意义上讲，主要取决于Cr和C的含量。Cr能提高材料的淬透性，能有效防止游离态的石墨产生，使普通渗碳体转变为合金渗碳体，以提高高铬铸铁整体的强度和硬度，具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能，保证冷却到得到马氏体组织，提高硬度。C与其他元素产生协同作用，提高高铬铸铁的综合性能，与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提
高硬度和耐磨性。Cr除与C形成碳化物外，尚有部分溶解于奥氏体中提高淬透性。
[0016]另外，本专利技术中特定的其他的合金的含量的作用如下。
[0017]Mn是强化元素，融入铁素体强化基体，能够细化组织，提高高铬铸铁的强度、硬度、耐磨性。最重要的是Mn可以提高钢在有机酸中的耐蚀性。
[0018]Si有利于提高铸铁的铸造工艺性能，如流动性、利于脱氧；改善共晶碳化物形状；增加共晶碳化物数量。更重要的是Si可以提高钢在无机酸中的耐蚀性。
[0019]Mo主要是提高淬透性，能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织， 使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0020]Ni不溶于碳化物中，提高淬透性。
[0021]第二实施例，本专利技术材料中按重量百分比还包括：V 0.3
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1.0% 。微合金元素V具有较强的碳化物形成能力，而且所形成的MC型碳化物比M7C3型碳化物具有更高的硬度，能够显著提高高铬铸铁的硬度及耐磨性。
[0022]本专利技术还揭示了一种离心泵用高铬铸铁材料的制备方式，包括以下步骤。
[0023]按照所述高铬铸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离心泵用高铬铸铁材料，其特征在于：按重量百分比包括，Cr28.0
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35.0%Ni2.0
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2.5%Mo1.5
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3.0%Si1.0
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1.5%C2.0
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2.9%Mn0.5
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1.5%S0
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0.04%P0
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0.04%其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的离心泵用高铬铸铁材料，其特征在于：按重量百分比还包括，V0.3
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1.0%。3.一种如权利要求1中的离心泵用高铬铸铁材料的制备方式，其特征在于：包括按照所述高铬铸铁的原料组分进行配料，以Si、Mn、Cr、C的所述重量百分含量为标准选配废钢和铬铁，以Mo的所述重量百分含量为标准选配钼铁，以Ni的所述重量百分含量为标准选配镍矿石；将所述废钢、铬铁、钼铁和镍矿石进行熔炼，待熔化后加入造渣剂除渣，得到合金液；利用脱氧剂对所述合金液进行脱氧、冷却后得到奥氏体铸态合金材料；将所述奥氏体铸态合金材料经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，在温度220℃保温1.2
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1.4小时，在温度640
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650℃时保温1.2
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓宁，
申请(专利权)人：福斯流体控制苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：