耐腐蚀合金铸铁及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐腐蚀合金铸铁及其制备方法。按重量百分比计，本铸铁由下列各成分组成，C?2.8～3.2％，Si?1.6～2.2％，Mn?0.4～0.8％，Cu?0.6～1.2％，Cr?0.5～1.0％，Ni?0.6～1.2％，P?0.07～0.09％，S?0.04～0.06％，余量为铁。本铸铁的成分经济合理，对腐蚀性气体的耐腐蚀性能持久。本铸铁的制备方法包括配制炉料、熔炼、孕育处理、浇注、退火各步骤。本方法工艺简单，使用设备少，便于工业化推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铸铁，更具体地说，本专利技术涉及一种耐腐蚀合金铸铁，同时，本专利技术还涉及一种所述耐腐蚀合金铸铁的制备方法。
技术介绍
随着科研、化工、化肥、石油、医药、维尼龙、气体工业等领域的迅速发展，现在各种特种气体的应用也日益广泛，特别是压缩腐蚀性气体(如二氧化碳、二氧化硫、氟气、氯气、氯化氢、硫化氢等)所需的往复活塞压缩机及配套的存储、运输容器、管道等的需求日益增加，故研制耐腐蚀合金铸铁的制备方法，已提到议事日程。蒙乃尔合金是一种以金属镍为基体添加铜、锰等其它元素而成的合金钢，系高强度的单相固溶体，它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐腐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐腐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐腐蚀性，同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。该合金可用来制造以下零部件核工业中提炼铀和同位素分离器的罐体，动力工厂中的无缝输水管和蒸汽管，海水换热器和蒸发器换热管，硫酸和盐酸环境下的原油蒸馏塔壳体， 海水中所用设备的泵轴和螺旋桨，盐酸制造设备中所用的泵和阀，压缩机中结构简单的高压气缸或缸套、活塞等。但是，由于该合金的铸造性能差、成本高，其应用受到局限。原一机部1976年发布的“高硅耐腐蚀铸铁技术”标准草案中，提出了以下耐腐蚀铸铁高镍奥氏体耐腐蚀铸铁(Ni 13. 5 36% )、高铬耐腐蚀铸铁(Cr 13. 5 36% )、高硅耐腐蚀铸铁等。上述铸铁的成分组成是根据耐酸泵厂或化工机械厂生产泵体和转子的需要而确定的。上述铸铁要么强度低，不能承受变载荷、变温度和振动工况，对往复活塞压缩机的工况不适用；要么铸造性能差，易脆裂、易产生气孔和裂纹，且采用上述铸铁的铸造方法， 难以制得往复活塞压缩机中结构较为复杂的低压和中压气缸盖、气缸或气缸套、气缸座、中体和活塞等。现在，对于压缩腐蚀性气体的往复活塞压缩机而言，与腐蚀性气体接触的气缸、活塞、活塞杆等部件一般采用镀铬防腐；气阀、管路、冷却器等采用不锈钢；在与腐蚀性气体接触的气缸、气缸套、活塞及气道等零部件的表面喷涂防腐蚀涂层酸性介质选用酚醛漆； 碱性介质选用环氧树脂漆等。但由于防腐蚀涂层的磨损或剥落，往复活塞压缩机的上述零部件仍遭受腐蚀性气体的腐蚀而提前失效，防腐蚀效果均不尽人意。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀合金铸铁，其成分经济合理，对腐蚀性气体的耐腐蚀性能持久；同时提供一种该耐腐蚀合金铸铁的制备方法，该方法工艺简单，使用设备少，便于工业化推广。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐腐蚀合金铸铁，按重量百分比计，它由下列各成分组成，C 2. 8 3.2%，Si 1.6 2.2%，Mn 0.4 0.8%，Cu 0.6 1.2%，CrO. 5 1. 0%，Ni 0. 6 1. 2%，P 0. 07 0. 09%, S 0. 04 0. 06%，余量为铁。本专利技术提供了一种耐腐蚀合金铸铁的制备方法，该方法包括如下步骤1)、配制炉料根据需要浇注的耐腐蚀合金铸铁的工艺重量，备好新生铁、回炉铁、 废钢、硅铁、锰铁、电解铜、电解镍、电解铬，按照本耐腐蚀合金铸铁所述各成分的相应重量百分比比例，称取IOOOkg炉料；2)、熔炼将配好的新生铁、回炉铁、废钢、硅铁、锰铁放入中频电炉内，使它们通电熔化，熔炼温度为1250 1350°C，熔化时间为2 3小时，然后进行精炼，熔炼温度为 1400 1500°C，在除去炉渣后，加入电解铜、电解镍、电解铬，保温15 20min，完成熔炼；3)、孕育处理当浇包中的进铁液量为其容积的1/4时，通过定量漏斗，将粒状孕育剂均勻而分散地撒向浇包中的铁液，当浇包中的进铁液量为其容积的4/5时停止撒孕育剂；孕育剂的撒入量为浇包中的总进铁液量的0. 2 0. 4% (重量百分比)；孕育剂的粒度按以下方式选择进铁液量小于500kg时，孕育剂的粒度为2 5mm ；进铁液量大于或等于 500kg时，粒度为5 8mm ；孕育剂为75硅铁；4)、浇注孕育后在1380 1460°C的温度下，于10 15min内将铁水注入砂模型腔内，根据铸铁的结构、壁厚，确定铸铁的开箱时间；5)、退火将铸铁以50 100°C /h的速度加热到500 550°C，保温2 3小时， 然后，将铸铁以20 50°C /h的速度，随炉冷却到180 220°C，最后，将铸铁出炉，并自然冷却至室温，即可制得所述的耐腐蚀合金铸铁。为能简洁说明问题起见，以下对本专利技术所述耐腐蚀合金铸铁均简称为本铸铁。本铸铁中各成分的功能分析如下按重量百分比计，本铸铁的成分中含有C 2. 8 3. 2%和Si 1. 6 2. 2%，C和Si 的含量越高，则越有利于形成灰铸铁。其中Si在本铸铁里起着分解渗碳体的作用，使之形成游离碳；还可以降低本铸铁的熔点。按重量百分比计，本铸铁的成分中含有Cr 0. 5 1. 0%，Cr可溶于铁素体或形成复杂碳化物，碳化物在高温下也很稳定，在一定的冷却速度下，可促进珠光体的数量增加， 并可细化珠光体和石墨，在不形成碳化物时，本铸铁的强度、硬度会随着含铬量的增加而提高，塑性和韧性恶化不大，被切削性降低不大，本铸铁的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性可得到提尚。按重量百分比计，本铸铁的成分中含有Cu 0.6 1.2%，Cu可使铸铁组织和石墨细化均勻、致密，可使本铸铁薄的断面白口减少，厚的断面珠光体细化，提高断面的均勻性。 这样，可提高本铸铁的强度、硬度和韧性，还可以提高本铸铁的耐磨、耐热和耐腐蚀性，改善本铸铁的加工性能。按重量百分比计，本铸铁的成分中含有Ni 0. 6 1. 2%, Ni有助于消除铸铁的白口和促进游离碳化物分解，稳定和细化珠光体，可使铸铁的结晶细化、石墨细化、组织致密。 这样，可提高本铸铁的冲击韧性、硬度和强度，提高耐磨性，改善耐热、耐腐蚀性和被切削性。按重量百分比计，本铸铁的成分中含有Mn 0.4 0.8%^11是弱碳化物形成元素， 只与铁及其它碳化物联合形成渗碳体型的碳化物，能清除狗0，锰可与硫形成MnS，以降低铁液中含硫量，FeO和MnS可随炉渣一起清除。锰对本铸铁的脆性、加工性和耐磨性均有所改善。经测试，本铸铁的碳当量Ce = 3. 13 3.93%，在狗呼63(状态图中，金相组织处在亚共晶铸铁接近过共晶铸铁的位置。本铸铁的机械性能当本铸铁的主要壁厚小于和等于30mm时，以直径30mm毛坯制取试棒；当本铸铁的主要厚壁大于30mm时，以直径45mm毛坯制取试棒。两试棒分别按国家标准测试，两者所达到的机械性能不低于表1要求。表本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．耐腐蚀合金铸铁，其特征在于：按重量百分比计，由下列各成分组成，Ｃ　２．８～３．２％，Ｓｉ　１．６～２．２％，Ｍｎ　０．４～０．８％，Ｃｕ　０．６～１．２％，Ｃｒ　０．５～１．０％，Ｎｉ　０．６～１．２％，Ｐ　０．０７～０．０９％，Ｓ　０．０４～０．０６％，余量为铁。

【技术特征摘要】
1.耐腐蚀合金铸铁，其特征在于按重量百分比计，由下列各成分组成，C2.8 3. 2%, Si 1· 6 2. 2%, Mn 0· 4 0· 8%, Cu 0· 6 1· 2%, Cr 0· 5 1· 0%, Ni 0· 6 1. 2%, P 0. 07 0. 09%, S 0. 04 0. 06%，余量为铁。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金铸铁的制备方法，该方法包括如下步骤1)、配制炉料根据需要浇注的耐腐蚀合金铸铁的工艺重量，备好新生铁、回炉铁、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、电解镍、电解铬，按照权利要求1所述各成分的相应重量百分比比例，称取IOOOkg炉料；2)、熔炼将配好的新生铁、回炉铁、废钢、硅铁、锰铁放入中频电炉内，使它们通电熔化，熔炼温度为1250 1350°C，熔化时间为2 3小时，然后进行精炼，熔炼温度为1400 1500°C，在除去炉渣后，加入电解铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：施琰，王万军，施恩明，
申请(专利权)人：蚌埠市鸿申天然气工程成套设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：34