一种高韧高硬度合金粉末及其制备方法和应用技术

技术编号：40373655 阅读：8 留言：0更新日期：2024-02-20 22:15

本发明专利技术涉及一种高韧高硬度合金粉末及其制备方法和应用，以原子百分数计，所述合金粉末包括0.5‑1％的碳、2‑4％的锰、1‑3％的硅、20‑24％的铬、5‑7％的镍、0.5‑2％的钼及余量为铁。本发明专利技术通过设计一种合金粉末并将其直接作为阀门的密封面材料，能够有效缓和界面之间的热膨胀系统、熔点、弹性模量等差异，还可以降低增材制造过程中界面之间的残余应力水平，避免硬脆相的析出，能够达到制造要求，制造出高强度的结合界面。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于无钴核电站阀门密封面的合金粉末及其制备方法和应用。

技术介绍

1、能源在当今人类社会中扮演着十分重要的角色，是当今各国必备的战略物资，关系到社会的稳定和国民经济的发展。核电由于其燃料储量充足、低碳清洁无污染等优点，成为能源问题的一大答案。因此，核电设备的重要性不言而喻，而核电阀门更是重中之重。作为核电站中的关键部件，核电阀门具备了控制以及调节压力、液体流量与流速的作用。除此以外，在遇到紧急情况时，阀门也是生产生命安全的最后一道“生命线”。其可以有效地防止核泄漏事故的发生，是核电站平稳安全使用的重要保障。

2、站机组一回路中有大量阀门，这些阀门的密封面通常为层状结构，由阀座基体和面层构成。其中，阀座基体材料通常为304f不锈钢，密封面一般采用norem02合金进行面层堆焊。然而堆焊时，面层会产生裂纹。因此，目前的阀门的服役安全还有待提高，核电站阀门的使用寿命受到影响。

技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够应用于核电站阀门的合金粉末，该合金粉末能够直接作为密封面材料应用到核电站阀门中，能够延长核电站阀门的使用寿命。

2、本专利技术的第二目的是提供一种使用寿命更长的阀门。

3、为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：

4、一种合金粉末，以原子百分数计，所述合金粉末包括0.5-1％的碳、2-4％的锰、1-3％的硅、20-24％的铬、5-7％的镍、0.5-2％的钼及余量为铁。</p>

5、在一些实施方式中，所述合金粉末包括0.5-1％的碳、2.5-3.8％的锰、1.5-2.8％的硅、20.5-23.5％的铬、5-6.5％的镍、0.5-1.5％的钼及余量为铁。

6、在一些优选实施方式中，所述合金粉末包括0.78-0.89％的碳、2.92-3.61％的锰、1.80-2.60％的硅、20.96-23.18％的铬、5.20-6.40％的镍、0.80-1.40％的钼及余量为铁。

7、在一些具体实施方式中，所述合金粉末的粒径为100～350目。

8、本专利技术采取的第二种技术方案为：一种上述所述的合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

9、(1)将铁、锰、硅、铬、镍、钼混合并熔化得到合金溶液，其中，所述铁中含有碳成分；

10、(2)将所述合金溶液雾化，干燥，筛分得到所述合金粉末。

11、进一步地，步骤(1)的具体实施方式为：将一部分铁、锰、硅、铬、镍、钼加入中频感应炉中熔炼，然后将剩余铁、锰、硅、铬、镍、钼作为补料加入，且控制补料时，中频感应炉内温度控制为1500～1550℃，待物料全部熔融成合金溶液，出炉，且出炉温度控制在1450～1500℃。

12、进一步地，步骤(2)中，所述雾化采用雾化介质为氩气，雾化压力为2～10mpa。

13、进一步地，步骤(2)中，干燥采用远红外烘干机进行干燥，干燥温度为200～250℃。

14、本专利技术采取的第三种技术方案为：上述所述的合金粉末或上述所述的合金粉末的制备方法制得的合金粉末在阀门密封面上的应用。

15、本专利技术采取的第四种技术方案为：一种阀门，包括基体及设置在所述基体上的密封面，所述密封面采用上述所述的合金粉末或上述所述的合金粉末的制备方法制得的合金粉末制成。

16、所述密封面根据实际情况中所需要的厚度和堆积层数进行选择。

17、在一些实施方式中，所述密封面的厚度为0.8～1.8mm。

18、在一些具体实施方式中，所述基体的材质为不锈钢、碳钢等，所述阀门为核电站阀门。

19、所述基体的材质具体如304f不锈钢或a105碳钢等。

20、在一些具体实施方式中，所述密封面是通过将合金粉末经激光熔覆在所述基体上得到；或者所述密封面是通过将合金粉末经等离子喷涂在所述基体上得到。

21、上述合金粉末可作为激光熔覆或等离子喷涂工艺材料，通用性强。

22、由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：

23、本专利技术通过设计一种合金粉末并将其直接作为阀门的密封面材料，能够有效缓和界面之间的热膨胀系统、熔点、弹性模量等差异，还可以降低增材制造过程中界面之间的残余应力水平，避免硬脆相的析出，能够达到制造要求，制造出高强度的结合界面。

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【技术保护点】

1.一种合金粉末，其特征在于，以原子百分数计，所述合金粉末包括0.5-1％的碳、2-4％的锰、1-3％的硅、20-24％的铬、5-7％的镍、0.5-2％的钼及余量为铁。

2.根据权利要求1所述的合金粉末，其特征在于：所述合金粉末包括0.5-1％的碳、2.5-3.8％的锰、1.5-2.8％的硅、20.5-23.5％的铬、5-6.5％的镍、0.5-1.5％的钼及余量为铁。

3.根据权利要求2所述的合金粉末，其特征在于：所述合金粉末包括0.78-0.89％的碳、2.92-3.61％的锰、1.80-2.60％的硅、20.96-23.18％的铬、5.20-6.40％的镍、0.80-1.40％的钼及余量为铁。

4.根据权利要求1所述的合金粉末，其特征在于：所述合金粉末的粒径为100～350目。

5.一种权利要求1～4中任一项所述的合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的合金粉末的制备方法，其特征在于：所述雾化采用雾化介质为氩气。

7.权利要求1～4中任一项所述的合金粉末或权利要求5～6中任

8.一种阀门，包括基体及设置在所述基体上的密封面，其特征在于：所述密封面采用权利要求1～4中任一项所述的合金粉末或权利要求5～6中任一项所述的合金粉末的制备方法制得的合金粉末制成。

9.根据权利要求8所述的阀门，其特征在于：所述基体的材质为不锈钢或碳钢，所述阀门为核电站阀门。

10.根据权利要求8所述的阀门，其特征在于：所述密封面是通过将合金粉末经激光熔覆在所述基体上得到；或者所述密封面是通过将合金粉末经等离子喷涂在所述基体上得到。

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【技术特征摘要】

4.根据权利要求1所述的合金粉末，其特征在于：所述合金粉末的粒径为100～350目。

5.一种权利要求1～4中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔庆尧，冯海旭，汤维，周益华，管曙刚，袁峰，吴勋，李远豪，周锋，钟铖，吕长治，石冬花，骆威，骆怡云，
申请(专利权)人：苏州路云智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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