一种新型耐蚀耐磨耐高温合金材料及其生产工艺，合金中各成分的质量百分比是Ｃ－１．６～２．０、Ｓｉ－０．８～１．２、Ｍｎ－８．０～１１．０、Ｃｒ－２４～２７、Ｍｏ－２．０～３．０、Ｎｉ－５．０～７．５、Ｎｂ≤１．０、Ｔｉ≤１．０、Ｂ≤０．２０、Ｒｅ≤０．１０、Ｓ≤０．０３０、Ｐ≤０．０３０。生产步骤是首先根据成品对原料化学成分的要求进行配料，然后在可控硅中频感应电炉内进行熔炼，最后进行铸造和热处理。本发明专利技术使用了微合金化技术，大幅度提高了材料的力学性能，既保证了较高的耐蚀性能，还提高了硬度、耐磨性、高温强度及耐高温性能，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、煤炭和国防工业等领域。用本发明专利技术制作的泵产品比普通不锈钢耐酸泵提高寿命一倍以上，产品成本降低三分之一，真正实现价廉物美。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种不锈耐酸钢及其生产方法。
技术介绍
石油、化工、冶金、电力、煤炭和国防工业等领域，大量使用工业泵、阀门、管道、糖 散器、混合器、解裂器、辐射管等产品，这些产品往往在恶劣的工况条件下运行，有的接触稀 硫酸、盐酸、磷酸、氢氧酸等强腐蚀化合物，有的工作于高磨损状态，有的处于高温高腐环境 中。仅上述六大工业领域，每年要生产上亿吨的石油、几千万吨硫酸、盐酸、磷酸、各种化肥 和化工原料，将消耗几十万台泵阀及配件。以石油、化工行业为例，每年需要70多万台耐强 腐蚀泵。目前，制造耐强腐蚀泵及各种耐腐管道的合金材料一般为4Cr25Ni20Si2。该材料 虽然耐腐蚀性能较好，但是存在下列不足之处1、高温强度低，硬底低(HRC25 28)。2、抗疲劳能力差，易变形。3、抗磨性能不强。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型耐蚀耐磨耐高温合金材料，做到既具有优良的抗强 腐蚀性能，又增加了耐磨性和较好的高温强度、抗氧化性和抗热废劳性能。 本专利技术提供的合金材料各成分的质量百分比如下Si 0. 8 1. 2 Mo 2. 0 3. 0 Ti 彡 1. 0 S 彡 0. 030Mn 8. 0 11. 0 Ni 5. 0 7. 5 B 彡 0. 20 P 彡 0. 030C 1. 6 2. 0 Cr 24 27 Nb 彡 1. 0 Re 彡 0. 10其余为Fe。本专利技术生产工艺如下 1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢作底料，底料质量为总量的64 72 %，再配制高碳铬铁 或中碳铬铁26 18 %，底料与高碳铬铁或中碳铬铁加入量之和 >总量的90 %且< 91 %，然 后根据成品对原料化学成分要求进行精确计算，按质量加入钼铁4 6%、钛铁1 2%、铌 铁2 3 %、硼铁0. 2 0. 5 %、稀土 0. 1 0. 5 %，后面五种原料加入量之和彡总量的10 % ；2、熔炼熔炼在可控硅中频感应电炉内进行，采用不氧化法，熔炼温度为1600 1680°C， 熔炼时间每炉2小时，出钢温度为1500 1550°C。3、铸造可用砂型工艺、干型加涂料或精密铸造工艺浇铸铸件。4、热处理将铸件加热到800 850°C，进行炉冷退火，或将铸件加热到固溶温度1000 1050°C，进行空冷退火。经测试，本专利技术生产的合金材料技术性能指标如下1、室温力学性能o b = 900 lOOOMPao 0 2 = 550 650MPaS5=10 15%ak = 15 30X/cm2HRc45 552、耐腐蚀性能(1)甲酸(浓度50% )，在50°C时，腐蚀速率为l.OOmm/a(2)硝酸(浓度90% )，在90°C时，腐蚀速率为0. 5mm/a(3)硫酸(浓度5% )，在80°C时，腐蚀速率为0. 5mm/a(4)磷酸(浓度85% )，在80°C时，腐蚀速率为0. 5mm/a(5)盐酸(浓度30% )，在80°C时，腐蚀速率为2. Omm/a3、高温抗氧化性1000 1100°C而美国⑶4Mcu耐蚀双相不锈钢技术性能指标如下1、室温力学性能o b = 600 700MPao 0 2 = 400 500MPaS5=10 16%ak = 30 40J/cm2HB250 2802、耐腐蚀性能(1)甲酸(浓度50% )，在50°C时，腐蚀速率为3. Omm/a(2)硝酸(浓度90% )，在90°C时，腐蚀速率为1. Omm/a(3)硫酸(浓度5% )，在80°C时，腐蚀速率为2. Omm/a(4)磷酸(浓度85% )，在80°C时，腐蚀速率为3. Omm/a(5)盐酸(浓度30% )，在80°C时，腐蚀速率为4. Omm/a3、高温抗氧化性800 900°C通过对比可以看出本专利技术的合金材料无论强度、硬度、耐腐性、高温抗氧化性均 高于美国CD4Mcu耐蚀双相不锈钢。在固溶温度为1000 1050°C时对本专利技术提供的泵壳、叶轮铸件进行力学性能测 试，结果是冲击值为14. 5 25CJ/cm2，硬度为HRc45 53. 5。本专利技术试样经钢铁研究总院结构材料研究所检试，在25°C时抗拉强度Rm为355 385MPa、在 1000°C 时 Rm 为 124 156MPa，在 1100°C 时，Rm 为 71 75MPa。上述试验证明， 本专利技术的合金材料具有较强的耐高温性能。与已有技术相比，本专利技术使用了微合金化技术，加入了 Cr、Mn、Ni、Nb、B、Ti、Re 等合金元素，大幅度提高了材料的力学性能，既保证了较高的耐蚀性能，还提高了硬度、耐 磨性、高温强度及耐高温性能。本专利技术广泛应用于石油、化工、冶金、电力、煤炭和国防工 业等领域，可生产石油、化工企业在强度、强碱腐蚀工况下作业的泵、阀门、管道，可生产冶 金、电力部门在高温腐蚀工况下作业的加热构件，如高温压块、支撑板、喷燃嘴、风帽等可在1000°C 1100°C高温状态下工作。用本专利技术制作的泵产品比普通不锈钢耐酸泵提高寿命一 倍以上，产品成本降低三分之一，真正实现价廉物美，赢得市场竞争优势。具体实施例方式实施例一1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢680kg作底料，再配料220kg中碳铬铁，然后加入钼铁 50kg、钛铁 15kg、铌铁 25kg、硼铁 5kg、稀土 5kg。2、在可控硅中频感应电炉内进行熔炼，采用不氧化法，熔炼温度为1600 1680°C，熔炼时间每炉2 3小时，出钢温度为1500 1550°C。3、采用砂型工艺浇铸铸件。4、热处理将铸件加热到800 850°C，进行炉冷退火。实施例二1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢640kg作底料，再配料260kg中碳铬铁，然后加入钼铁 40kg、钛铁 20kg、铌铁 30kg、硼铁 5kg、稀土 5kg。2、熔炼工艺与实施例一相同。3、采用干型加涂料工艺浇铸铸件。4、热处理将铸件加热到固溶温度1000 1050°C，进行炉冷退火。实施例三1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢720kg作底料，再配料180kg高碳铬铁，然后加入钼铁 60kg、钛铁 10kg、铌铁 20kg、硼铁 5kg、稀土 5kg。2、熔炼工艺与实施例一相同。3、采用精密铸造工艺浇铸铸件。4、热处理与实施例一或例二相同。实施例四1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢684kg作底料，再配料220kg中碳铬铁，然后加入钼铁 50kg、钛铁 15kg、铌铁 25kg、硼铁 5kg、稀土 1kg。其余步骤与实施例一相同。实施例五1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢680kg作底料，再配料223kg中碳铬铁，然后加入钼铁 50kg、钛铁 15kg、铌铁 25kg、硼铁 2kg、稀土 5kg。其余步骤与实施例一相同。实施例六1、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢680kg作底料，再配料225kg中碳铬铁，然后加入钼铁50kg、钛铁 15kg、铌铁 25kg、硼铁 3kg、稀土 2kg。 其余步骤与实施例一相同。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型耐蚀耐磨耐高温合金材料，其特征在于各成分的质量百分比如下： Ｃ １．６～２．０ Ｓｉ ０．８～１．２ Ｍｎ ８．０～１１．０ Ｃｒ ２４～２７ Ｍｏ ２．０～３．０ Ｎｉ ５．０～７．５ Ｎｂ≤１．０ Ｔｉ≤１．０ Ｂ≤０．２０ Ｒｅ≤０．１０ Ｓ≤０．０３０ Ｐ≤０．０３０ 其余为Ｆｅ。
【技术特征摘要】
一种新型耐蚀耐磨耐高温合金材料，其特征在于各成分的质量百分比如下C 1.6～2.0Si 0.8～1.2Mn 8.0～11.0Cr 24～27 Mo 2.0～3.0Ni 5.0～7.5Nb≤1.0 Ti≤1.0B≤0.20Re≤0.10 S≤0.030 P≤0.030其余为Fe。2. 一种新型耐蚀耐磨耐高温合金材料生产工艺，其特征在于生产步骤如下a、配料首先用lCrl8Ni9Ti不锈钢作底料，底料质量为总量的64 72 %，再配制高碳铬铁或中 碳铬铁26 18%，底料与高碳铬铁或中碳铬铁加入量之和 >总量的90%且...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈绍敖，周和平，
申请(专利权)人：沈绍敖，周和平，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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