一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼泵閥鑄件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不銹鋼鑄件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼栗、閥廣泛的應(yīng)用于化工、石化、石油、造紙、采礦、電力、液化氣、食品、制藥、給排水、市政、機(jī)械設(shè)備配套、電子工業(yè)，城建等領(lǐng)域。栗是輸送各種不同介質(zhì)的部件，而閥門(mén)是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來(lái)改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方向，具有導(dǎo)流、截止、調(diào)節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能、兩者常常配套使用。
[0003]由于不銹鋼栗、閥門(mén)接觸的介質(zhì)多種多樣，可能是水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、各種腐蝕性介質(zhì)、液態(tài)金屬和放射性流體等等，因此對(duì)栗閥材料的性能要求較高，目前市場(chǎng)上的栗閥合金鋼性能參差不齊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，急需從工藝和配方上著手，獲得更為尚質(zhì)尚效的不鎊鋼材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件，該不銹鋼鑄件中各組分的重量百分?jǐn)?shù)為:Cr:12-15%、N1:5.0-6.0%、Mn:2.2-2.8%、Mo:1.2-1.5%、T1:1.5-2.0%、Be:0.1-0.2%、Cu:0.4-0.5%、S1:0.4-0.5%、S<0.03%、P<0.03%、C < 0.25%、精煉劑0.3-0.4%、納米碳化鈮
0.2-0.3%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]所述的精煉劑由以下重量百分比的原料制成:蜂窩陶瓷粉5-8、石墨烯0.1-0.2、無(wú)水乙醇10-12、Ca含量為75-80wt.%的Al-Ca中間合金粉5-6、RE含量為10-15wt.%Al-RE中間合金粉3-4、硬脂酸1_2，該精煉劑的制備方法為:先將Al-Ca中間合金粉、A1_RE中間合金粉一起投入球磨罐中，攪拌混合均勻后加入無(wú)水乙醇、硬脂酸、石墨烯，在密閉條件下球磨混合2-3h，球磨結(jié)束后加入蜂窩陶瓷粉，繼續(xù)研磨20-30min，研磨結(jié)束后將混合物料取出，室溫干燥，完全除去無(wú)水乙醇和硬脂酸，即得。
[0007]所述的一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件的制備方法為:
(1)將除精煉劑外的各原料按照元素重量配比投入熔煉爐中，加熱至1580°C_1630°C熔煉，隨后加入精煉劑，攪拌混合均勻后將熔液升溫至1600-1680°C，精煉處理20-40min，最后將所得熔液經(jīng)過(guò)排渣、脫氣后澆注至模具腔中，自然冷卻至室溫后脫模，得鑄錠；
(2)將所得的鑄錠表面處理后以100-120°C/h的升溫速率加熱至780-830°C，保溫4-5h，隨后水冷淬火至500-550°C，保溫2-3h后繼續(xù)空冷至350-400°C，保溫l_2h后以90-100°C/h的速度升溫至580-640°C，保溫2-3h后空冷至室溫即得。
[0008]本發(fā)明在低碳鋼具備良好韌性和塑性的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高了Mo、T1、Be等元素的用量，賦予了鑄件材料更為均衡優(yōu)良的力學(xué)性能，具備高的強(qiáng)度和韌性，易于澆注成型，加入的納米碳化鈮粉體可極大的提高材料的硬度，同時(shí)有細(xì)化晶核的作用，而以蜂窩陶瓷粉負(fù)載的納米化Ca-RE中間相合金粉及石墨烯復(fù)合精煉劑在熔液中穩(wěn)定性更佳，可均勻分散，達(dá)到高效的脫氧、除雜、化渣能力，有效的提高鋼液的純凈度，防止鑄件出現(xiàn)缺陷，經(jīng)多次熱處理后得到的鑄件性能穩(wěn)定，耐熱耐蝕，經(jīng)久耐用，可應(yīng)用于多種介質(zhì)環(huán)境中，達(dá)到了節(jié)能高效的生產(chǎn)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0009]該實(shí)施例不銹鋼鑄件中各組分的重量百分?jǐn)?shù)為:Cr: 12%,Ni: 5.0%、Μη: 2.2%、Mo:
1.2%、T1: 1.5%、Be: 0.l%、Cu: 0.4%、S1: 0.4%、S<0.03 %、P<0.03 %、C: 0.25%、精煉劑0.3%、納米碳化鈮0.2%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]其中精煉劑由以下重量百分比的原料制成:蜂窩陶瓷粉5、石墨烯0.1、無(wú)水乙醇10、Ca含量為75wt.%的Al-Ca中間合金粉5、RE含量為10wt.%Al-RE中間合金粉3、硬脂酸1，該精煉劑的制備方法為:先將Al-Ca中間合金粉、A1-RE中間合金粉一起投入球磨罐中，攪拌混合均勻后加入無(wú)水乙醇、硬脂酸、石墨烯，在密閉條件下球磨混合2h，球磨結(jié)束后加入蜂窩陶瓷粉，繼續(xù)研磨20min，研磨結(jié)束后將混合物料取出，室溫干燥，完全除去無(wú)水乙醇和硬脂酸，即得。
[0011]該實(shí)施例不銹鋼的制備方法為:
(1)將除精煉劑外的各原料按照元素重量配比投入熔煉爐中，加熱至1580°c熔煉，隨后加入精煉劑，攪拌混合均勻后將熔液升溫至1650°C，精煉處理25min，最后將所得熔液經(jīng)過(guò)排渣、脫氣后澆注至模具腔中，自然冷卻至室溫后脫模，得鑄錠；
(2)將所得的鑄錠表面處理后以100°C/h的升溫速率加熱至780°C，保溫4h，隨后水冷淬火至500°C，保溫2h后繼續(xù)空冷至350°C，保溫lh后以90°C/h的速度升溫至580°C，保溫2h后空冷至室溫即得。
[0012]制備得到的鑄件性能測(cè)試結(jié)果為:
在25°C條件下拉伸強(qiáng)度為1325MPa，屈服強(qiáng)度:545.810^;在200°(3條件下拉伸強(qiáng)度為1125.8MPa，屈服強(qiáng)度:504.5MPa ；在400°C條件下拉伸強(qiáng)度為1048.5MPa ；屈服強(qiáng)度:485.4MPa；材料在酸堿溶液中材料的腐蝕速率< 0.005mm/a。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件，其特征在于，該不銹鋼鑄件中各組分的重量百分?jǐn)?shù)為:Cr: 12-15%、N1:5.0-6.0%、Mn:2.2-2.8%、Mo:1.2-1.5%、T1:1.5-2.0%、Be:0.1-0.2%、Cu:0.4-0.5%、S1:0.4-0.5%、S<0.03%、P<0.03%、C < 0.25%、精煉劑0.3-0.4%、納米碳化鈮0.2-0.3%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件，其特征在于:所述的精煉劑由以下重量百分比的原料制成:蜂窩陶瓷粉5-8、石墨烯0.1-0.2、無(wú)水乙醇10-12、Ca含量為75-80wt.%的Al-Ca中間合金粉5-6、RE含量為10-15wt.%Al-RE中間合金粉3-4、硬脂酸1-2，該精煉劑的制備方法為:先將Al-Ca中間合金粉、A1-RE中間合金粉一起投入球磨罐中，攪拌混合均勻后加入無(wú)水乙醇、硬脂酸、石墨烯，在密閉條件下球磨混合2-3h，球磨結(jié)束后加入蜂窩陶瓷粉，繼續(xù)研磨20-30min，研磨結(jié)束后將混合物料取出，室溫干燥，完全除去無(wú)水乙醇和硬脂酸，即得。3.如權(quán)利要求1所述的一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼栗閥鑄件的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)將除精煉劑外的各原料按照元素重量配比投入熔煉爐中，加熱至1580°C_1630°C熔煉，隨后加入精煉劑，攪拌混合均勻后將熔液升溫至1600-1680°C，精煉處理20-40min，最后將所得熔液經(jīng)過(guò)排渣、脫氣后澆注至模具腔中，自然冷卻至室溫后脫模，得鑄錠； (2)將所得的鑄錠表面處理后以100-120°C/h的升溫速率加熱至780-830°C，保溫4-5h，隨后水冷淬火至500-550°C，保溫2-3h后繼續(xù)空冷至350-400°C，保溫l_2h后以90-100°C/h的速度升溫至580-640°C，保溫2-3h后空冷至室溫即得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含納米碳化鈮的耐蝕耐熱不銹鋼泵閥鑄件，該不銹鋼鑄件在低碳鋼具備良好韌性和塑性的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高了Mo、Ti、Be等元素的用量，賦予了鑄件材料更為均衡優(yōu)良的力學(xué)性能，具備高的強(qiáng)度和韌性，易于澆注成型，加入的納米碳化鈮粉體可極大的提高材料的硬度，同時(shí)有細(xì)化晶核的作用，而以蜂窩陶瓷粉負(fù)載的納米化Ca-RE中間相合金粉及石墨烯復(fù)合精煉劑在熔液中穩(wěn)定性更佳，可均勻分散，達(dá)到高效的脫氧、除雜、化渣能力，有效的提高鋼液的純凈度，防止鑄件出現(xiàn)缺陷，經(jīng)多次熱處理后得到的鑄件性能穩(wěn)定，耐熱耐蝕，經(jīng)久耐用，可應(yīng)用于多種介質(zhì)環(huán)境中，達(dá)到了節(jié)能高效的生產(chǎn)效果。
【IPC分類(lèi)】C22C38/50, C21D6/00, C21D1/18, C22C38/42, C22C38/44, C22C33/04, F04B53/10, C22C38/58
【公開(kāi)號(hào)】CN105441827
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510833934
【發(fā)明人】吳壽濤
【申請(qǐng)人】銅陵市經(jīng)緯流體科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日