本發明屬于合金材料技術領域,涉及一種新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料及其制備方法。
背景技術:
眾所周知,在石油、化工、冶金、采礦、電力、煤炭、國防、軍工等領域中均會大量使用泵、閥門、管道等產品,而這些產品往往需要在惡劣條件(如接觸硫酸、鹽酸、磷酸、氫氟酸等強腐蝕化合物、處于高磨損狀態、處于高溫高腐環境中等)下運行,并且上述行業對相關產品的需求量較大,因此亟需開發耐蝕耐磨耐高溫材料來滿足相關產品的生產需求。
技術實現要素:
針對上述情況,本發明的目的在于提供一種新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料及其制備方法。
為了實現上述目的,本發明采用以下技術方案:
一種新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料,其包含以重量百分比計的下列組分:0.05~0.1%的硼;1.0~1.5%的碳;0.5~1.0%的硅;0.05~0.1%的磷;0.05~0.1%的硫;30~35%的鉻;3~6%的錳;0.05~0.1%的鈷;2~4%的鎳;1.0~1.5%的鉬;0.5~1.5%的銅;1.0~1.5%的鈦;余量的鐵。
一種新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料的制備方法,其包括如下步驟:
1、以1Cr18Ni9Ti不銹鋼(SUS321)作為底料,底料質量為總量的75~80%,再配制中碳鉻鐵12~15%,底料與中碳鉻鐵的質量之和大于等于總量的93%且小于95%,然后根據成品的元素組成對原料化學成分要求進行精確計算,按計算所得的質量加入鉬鐵4~5%、鈦鐵1~3%、硼鐵0.5~1%,后面三種原料加入量之和≤總量的7%;
2、在可控硅中頻感應電爐內進行,采用不氧化法,熔煉溫度為1600~1700℃,熔煉時間為每爐2小時,出鋼溫度為1500~1550℃;
3、采用砂型工藝、干型加涂料或精密鑄造工藝澆鑄鑄件;
4、將鑄件加熱至800~850℃,進行爐冷退火。
與現有技術相比,本發明使用了微合金化技術,加入了Cr、Mn、Ni、B、Ti等合金元素,大幅度提高了材料的力學性能,既保證了較高的耐蝕性能,還提高了耐腐蝕性、耐磨性及耐高溫性能,可以廣泛應用于石油、化工、冶金等領域。
具體實施方式
下面將結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。需要注意的是,這些實施例僅用于解釋本發明,而并不以任何方式來限制本發明。
實施例1:新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料的制備。
以1Cr18Ni9Ti不銹鋼640kg作底料,再配料中碳鉻鐵104kg,然后加入鉬鐵32kg、鈦鐵16kg、硼鐵8kg;在可控硅中頻感應電爐內進行熔煉,采用不氧化法,熔煉溫度為1600℃,熔煉時間為每爐2小時,出鋼溫度為1500℃;采用砂型工藝澆鑄鑄件;將鑄件加熱至800℃,進行爐冷退火。
實施例2:新型抗靜電聚丙烯材料的制備。
稱量聚丙烯100份、直新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料的制備。
以1Cr18Ni9Ti不銹鋼680kg作底料,再配料中碳鉻鐵64kg,然后加入鉬鐵32kg、鈦鐵16kg、硼鐵8kg;在可控硅中頻感應電爐內進行熔煉,采用不氧化法,熔煉溫度為1600℃,熔煉時間為每爐2小時,出鋼溫度為1500℃;采用砂型工藝澆鑄鑄件;將鑄件加熱至800℃,進行爐冷退火。
實施例3:新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料的制備。
以1Cr18Ni9Ti不銹鋼660kg作底料,再配料中碳鉻鐵84kg,然后加入鉬鐵32kg、鈦鐵16kg、硼鐵8kg;在可控硅中頻感應電爐內進行熔煉,采用不氧化法,熔煉溫度為1600℃,熔煉時間為每爐2小時,出鋼溫度為1500℃;采用砂型工藝澆鑄鑄件;將鑄件加熱至800℃,進行爐冷退火。
實施例4:新型耐蝕耐磨耐高溫合金材料的性能測試。
經測試,實施例1~3中生產的合金材料技術性能指標如下:
1、室溫力學性能:
σb=1000~1100MPa;
σ0.2=600~700MPa;
δ5=12~18%;
ak=20~35J/cm2;
HRc=50~60。
2、耐腐蝕性能:
(1)甲酸(濃度50%),在50℃時,腐蝕速率為1.2mm/a;
(2)硝酸(濃度90%),在90℃時,腐蝕速率為0.7mm/a;
(3)硫酸(濃度5%),在80℃時,腐蝕速率為0.7mm/a;
(4)磷酸(濃度85%),在80℃時,腐蝕速率為0.7mm/a;
(5)鹽酸(濃度30%),在80℃時,腐蝕速率為3.0mm/a。
3、高溫抗氧化性:
1100~1200℃。