化性和耐腐蝕性,為了進一步提尚閥門的 耐腐蝕性,加入含量為〇. 10 %~〇. 50 %的鋁,鉻和鋁的加入使得抗氧化性和耐腐蝕性進一 步提高,鉻含量優(yōu)選為18.0 %,鋁含量優(yōu)選為0.29 %。
[0023]銅:0.21 %~0.30 %,銅能提高鋼材合金的強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能。因 此,本發(fā)明將銅含量規(guī)定為0.21 %~0.30 %,優(yōu)選為0.28 %。
[0024]鋅:0.31 %~0.42%,鋅在合金中能提高流動性,增加熱脆性,降低耐蝕性,故應控 制鋅的含量在規(guī)定范圍中。含鋅量很高的合金卻具有較好的鑄造性能和機械性能,切削加 工也比較好,因此,本發(fā)明將合金材料中鋅含量規(guī)定為0.31 %~0.42 %,優(yōu)選為0.39 %。 [0025]鍶:8.0 %~11.0%,鍶有很強的吸收X射線輻射功能和獨特的物理化學性能,可以 防止高空中的宇宙射線對飛機及其零部件的傷害,因此,為防止飛機衛(wèi)生間閥門的傷害,本 發(fā)明將合金材料中鍶含量規(guī)定為8.0 %~11.0 %,優(yōu)選為10.0 %。
[0026] 硼:0.50%~3.0 %,鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱乳性能,提高強 度。因此,本發(fā)明將合金材料中硼含量規(guī)定為0.50 %~3.0 %,優(yōu)選為1.50 %。
[0027]銠:0.01 %~0.03%,銠有較強的反射能力,加熱狀態(tài)下特別柔軟。銠的化學穩(wěn)定 性好,抗氧化性很好,加入到鋼材中,能夠提高鋼材的穩(wěn)定性。因此,本發(fā)明將銠含量規(guī)定為 0.01 %~0.03%,優(yōu)選為0.018%。
[0028]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0029] 1.本發(fā)明具有耐磨的性能,在所提供的合金中,碳的含量為0.6%~1.0%,合金中 0.6%~1.0%的含碳量,使得合金材料的屈服點和抗拉強度得到提高,另外,合金中碳含量 的增加,碳化物會增加,此外,部分碳與鈷形成Co-C系合金,進一步提高合金的硬度和耐磨 性,因而加入17.0 %~20.0 %的鈷,同時考慮鈷的損失,因而再加入9.0 %~12.0 %的鎳,使 合金的硬度和耐磨性得到更好改善,本發(fā)明合金材料制備經過熱等靜壓處理,保證了制備 的合金材料的珠光體面積率達85%以上,且距表面深0.35mm的珠光體團的粒度號的平均值 Pave及其標準偏差Ρσ控制范圍滿足:9.0 < Pave <13.0、0.0< Ρσ<0.3,強度硬度提高,有效 地防止了材質分布不均造成的耐磨性能低的缺陷;
[0030] 2.在本發(fā)明中,由于碳的加入使得塑性和耐沖擊性有所降低,為了改善這種不利 因素,在合金材料中加入〇. 10 %~〇. 30 %的鑭,彌補了合金塑性低和沖擊性低,使閥門的延 展性、韌性提高,以適應耐氣壓變化的能力,另外加入的部分鎳使閥門的延展性、韌性得到 改善;
[0031] 3.本發(fā)明合金中添加0.65 %~1.10 %的錳,有利于合金的抗蝕性,改善合金的抗 腐蝕性能;添加 ο. 035 %~0.045 %的磷、0.03 %~0.04 %的硫對提高碳素鋼的抗拉強度有 一定的作用,添加〇. 15%~0.355 %的硅強化鐵素體,提高耐熱性和耐蝕性,同時改善因磷 硫的添加而最大脆性的弊端,在合金中添加0.15 %~0.25%的鉬,使鋼的晶粒細化,提高淬 透性和熱強性能,降低脆性,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力,進一步抑制合金的脆 性;合金中0.10 %~0.50 %的鋁和18.0 %~20.0 %的鉻能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性, 穩(wěn)定了閥門的耐腐蝕性;
[0032] 4.本發(fā)明合金中0.21 %~0.30%的銅能提高鋼材合金的強度和韌性,使耐磨的性 能和抗腐蝕性能得到改善,0.31%~0.42%的鋅提高合金的流動性,使得各組分元素反應 組合充分且均勻,因此抗腐蝕性能、耐氣壓變化能力和耐磨的性能又一次提高;0.50%~ 3.0%的硼可改善鋼的致密性能,使抗腐蝕性能、耐氣壓變化能力和耐磨的性能再次提高; [0033] 5.本發(fā)明合金材料制備經過真空熔煉、氬氣吹送原料并混合,保證合金原材料的 充分混合,并有效阻止了原材料在熔煉過程中的氧化損耗,提高了材料的抗氧化性和耐磨 性;同時,由于鐵、鎳與鈷可無限互溶,又離心澆鑄的方式,所以得到的合金材料的晶格結構 有形式不同的α、γ和£相,保證合金在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定性;
[0034] 6.本發(fā)明合金材料制備經過熱等靜壓處理,保證了制備的合金材料的珠光體面積 率達85%以上,且距表面深0.35mm的珠光體團的粒度號的平均值Pave及其標準偏差Ρσ控制 范圍滿足:9 · 0 < Pave <13·0、0·0<Ρσ<0· 3,塑性變形的抗力大,耐氣壓變化的能力;
[0035] 7.由于Fe、Ni與Co可無限互溶,可得到晶格結構形式不同的〇、丫和 £相,另外,碳與 鈷在合金中形成Co-C系合金,增強合金的機械強度和抗金屬疲勞能力,另外使得合金的耐 磨性和抗腐蝕性再次提高。
【具體實施方式】
[0036]以下給出本發(fā)明的具體實施例,用來對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0037] 實施例1
[0038] 一種用于飛機衛(wèi)生間閥門的合金材料 [0039]原料化學元素組分質量百分含量:
[0040] 碳0.63%、錳0.88%、磷0.040%、硫0.03%、硅0.35%、鉻18.0%、鉬0.21 %、鎳 11 · 0 %、銅0 · 28 %、鋅0 · 39 %、鈷 17 · 5 %、鍶 10 %、鑭0 · 17 %、硼 1 · 50 %、鋁0 · 29 %、銠 0.018%,其余為鐵。
[0041] 碳的含量為0.63%,保證了合金的基本機械強度,但閥門的延展性、韌性需要提 高,0.17%的鑭,但鑭的加入使得閥門的耐磨性有所降低,為了不降低耐磨性,加17.5%的 鈷和11.0%的鎳,這樣閥門的延展性、韌性、耐磨性進一步提高,由于鐵、鎳與鈷可無限互 溶,可得到晶格結構形式不同的〇、丫和£相,另外,碳與鈷在合金中形成Co-C系合金,使得材 料的韌性、穩(wěn)定性與硬度在碳含量為0.63%的情況下達到最優(yōu),合金的耐磨性和抗腐蝕性 再次得到提高,同時由于加入的鑭是少量的,因而材料成本不會提高。合金中添加0.88%的 錳,不但有利于合金的抗蝕性,而且還能使合金的強度提高,并能降低熱裂紋傾向,改善合 金的抗腐蝕性能。合金中添加0.35 %的硅、0.21 %的鉬、0.040 %的磷、0.03 %的硫,保證合 金在碳含量為〇. 63 %的情況下有優(yōu)良的抗拉強度和抗蠕變能力。0.28%的銅能進一步改善 合金材料的延展性和抗腐蝕性,〇. 39 %的鋅能提高合金的流動性,銅和鋅的配合,能使合金 材料的耐磨性能和抗腐蝕性能得到改善,使得合金中各組分元素反應組合充分且均勻,因 此抗腐蝕性能、耐氣壓變化能力和耐磨的性能又一次提高。10.0 %的鎖和0.018%的銘能夠 吸收和反射X射線輻射,防止高空中的宇宙射線對飛機及其零部件的傷害,1.50 %的硼可改 善合金的致密性,使抗腐蝕性能、耐氣壓變化能力和耐磨的性能得到鞏固和穩(wěn)定,另外,合 金中0.29%的鋁和18.0%的鉻能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,穩(wěn)定了閥門的耐腐蝕性。 [0042] 通過如下方法制備:
[0043]將待;煉的原材料加入水冷銅i甘禍的真空室內,抽真空,將猛、絡、鑰、銀、銅、梓、 鈷、鎖、鑭、錯、銘單質以400 °C /min的加熱速度加熱至恪融,保溫35min,將碳、磷、硫、娃、硼 單質粉碎至15μπι的顆粒,再采用氬氣吹送至水冷銅坩堝的真空室內,使合金材料的原材料 混合均勻,保證合金原材料的充分混合,并有效阻止了原材料在熔煉過程中的氧化損耗,提 高了材料的抗氧化性和耐磨性;然后在鑄造預熱溫度為670°C,離心轉速380rpm,澆鑄過程 在8秒完成離心澆鑄,有效阻止了原材料在熔煉過程中的氧化損耗;最后在1290Γ,熱等靜 壓180MPa的條件下,保壓1小時,得到飛機衛(wèi)生間用閥門合金材料成品,所得到的合金材料 的晶格結構有形式不同的〇、丫和£相,保證合金在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定性,經熱等靜壓處理后 得到的合金材料是珠光體面積率為90 %的材料組織,且距表面深0.