CN101230440A - 一种密度较高的耐腐蚀合金 - Google Patents
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Abstract
一种密度较高的耐腐蚀合金，其特征在于，该合金材料的组份及含量如下：0.01～0.09重量％的C，0.2～0.6重量％的Si，0.05～0.5重量％的Mn，0.0001～0.03重量％的P，0.0001～0.03重量％的S，11～13重量％的Cr，7.5～10重量％的Ni，1.5～2.5重量％的Mo，0.01～0.1重量％的Nb，8～10重量％的W，其余大致为Fe。本合金密度介于8.2～8.4g/cm3，5重量％NaCl+95重量％H2O的盐雾测试下，其耐蚀性不小于72小时。材料硬度约HRC 18～35，金相组织为马氏体，此合金可应用于需较高密度及高耐蚀性的零组件全部或部分区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金材料，具体涉及一种密度较高的耐腐蚀合金。
背景技术
通常，铬含量在10.5％以上且主成分为铁的合金被人们称为不锈钢，这种材料不仅具有较好的机械强度，而且美观、耐腐蚀，因此在工业各领域中得到广泛应用。不锈钢合金的种类繁多，按热处理后的金相组织(即显微组织)可分为五大类：即铁素体、马氏体、奥氏体、奥氏体-铁素体和沉淀硬化型。且每种不锈钢合金都在特定的应用领域具有良好的性能，其中，马氏体不锈钢不仅具有良好的耐腐蚀，而且有很好的成型性能和良好的焊接性，甚至可作为高强度的材料加以应用。然而，在一些需要较大密度(比重)材料的场合，比如有惯性运动和稳固平衡要求(如驱动飞轮盘、机具底座或底盘、运动器材等)时，机构和零部件的整体或局部采用现有的马氏体不锈钢，材料本身的密度(比重)还是不够的，如果为了增加材料的密度(比重)，而简单的在该合金材料的炼制过程中加入高密度(比重)元素，又容易产生重力偏析现象，造成材料内部不均匀。另外，这样做虽然材料整体密度(比重)增加了，但材料强度反而下降，并且造成耐蚀性不佳，焊接强度下降等缺点。因此，如何研制一种既具有较高密度(比重)，又具有良好的耐腐蚀、材料强度以及成形性和焊接性的马氏体不锈钢是本发明研究的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既具有较高密度(比重)，又具有良好的耐腐蚀、材料强度以及成形性和焊接性的不锈钢合金材料，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种密度较高的耐腐蚀合金，该合金材料的组份及含量如下：
碳 0.01～0.09重量％；
硅 0.2～0.6重量％；
锰 0.05～0.5重量％；
磷 0.0001～0.03重量％；
硫 0.0001～0.03重量％；
铬 11～13重量％；
镍 7.5～10重量％；
钼 1.5～2.5重量％；
铌 0.01～0.1重量％；
钨 8～10重量％；
铁 余量；
所述合金材料的密度为8.2～8.4g/cm3，金相组织为马氏体，硬度为HRC18～35。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述合金材料在5重量％NaCl+95重量％H2O的盐雾测试下，其耐蚀性不小于72小时。
2、本发明合金材料在融炼过程需要足够搅拌使材料成份混合均匀，并加入适量的微量元素增加分散效果及合金化程度。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本发明合金材料由于具有较高密度(比重)的特性，特别适用于需较高密度(比重)或稳固重心的场合，作为机具和零部件全部或部分区域的材料。这种材料的应用范围包含机构、零部件和组合件，如驱动飞轮盘、机具或物品底座、运动器材等诸如此类物品。
2、本发明合金材料在精炼后，具有较高的机械强度，其主要金相组织为马氏体。
3、本发明合金材料具有耐腐蚀的特点，适用于具有抗腐蚀性要求的环境场合。
4、本发明合金材料具有较好的成型性和焊接性，可以采用焊接、钎焊、嵌铆合、胶合等固定连接方式与其它机构、机具或零部件结合，以达到高密度(比重)、低重心的稳定或惯性需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
本发明主要目的在于提供机具构件使用的一种具有高密度效果的合金，并改善类似合金的耐腐蚀性与强度。依上述目的，本发明合金材料经多次实验后所求得较佳成分范围如表一所示。
表一 单位：重量％
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.01～0.09 | 0.2～0.6 | 0.05～0.5 | 0.0001～0.03 | 0.0001～0.03 | 11～13 |
| Ni | Mo | Nb | W | Fe | |
| 7.5～10 | 1.5～2.5 | 0.01～0.1 | 8～10 | 余量 |
本发明实施例各组份的含量可以在表一范围中任意选取，从而排列组合成许多种具体实施方案，而这些方案均能达到本发明目的，且具有相同或相近的效果。
实施例一如下表二
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.02 | 0.3 | 0.07 | 0.0003 | 0.0003 | 11 |
| Ni | Mo | Nb | W | Fe | |
| 7.5 | 1.5 | 0.02 | 8 | 余量 |
实施例二如下表三
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.04 | 0.4 | 0.275 | 0.015 | 0.015 | 12 |
| Ni | Mo | Nb | W | Fe | |
| 7.9 | 2.0 | 0.05 | 9.1 | 余量 |
实施例三如下表四
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.08 | 0.6 | 0.45 | 0.03 | 0.03 | 13 |
| Ni | Mo | Nb | W | Fe | |
| 9.5 | 2.5 | 0.1 | 9.9 | 余量 |
为了简化表述，这里不再一一举例说明。
本合金经精炼后，其主要金相组织为马氏体，并伴随一些残留钨化合物的析出物。
发明人于研发过程中发现，Ni含量对于本发明合金的机械性质影响较大。其中Ni含量较高时机械性质较差，但较易于机械加工成型；Ni含量较低时机械性质较佳，但较不易控制加工特性。
针对本发明实施例二和实施例三合金进行机械性质测试，所得数据如下表五所示。
| 合金种类 | ASTMCB7Cu-1 | 本合金(实施例二)(7.9％Ni) | 本合金(实施例三)(9.5％Ni) |
| 耐蚀程度 | ＞72HR | ＞72HR | ＞72HR |
| 硬度(HRC) | 38 | 33 | 20 |
| 抗拉强度(MPa) | 1036 | 980 | 843 |
| 降伏强度(MPa) | 974 | 796 | 601 |
| 延伸率(％) | 8.3 | 20 | 17 |
测试所得数据显示，本合金强度表现虽不若ASTM CB7Cu-1(“ASTM”即美国材料与试验协会)，但其延伸性有18～21％左右，约2～2.5倍于ASTMCB7Cu-1，在符合强度要求条件的机具构件设计下，本合金更适合使用于需承受较大变形的设计，且具备稳固重心的优势。
为符合本合金高耐蚀性的要求，发明人将本合金浸泡于5重量％NaCl+95重量％H2O的盐水溶液测试后发现，本发明合金经浸泡148小时后表面无任何锈蚀状况出现，足以证明该合金具有高度耐蚀特性。
针对本发明合金特别补充说明如下：
本发明所提供的一种密度较高的耐腐蚀合金，其用途不仅局限于本说明书背景部份所述的机构或组合件使用(如驱动飞轮盘、机具底座或底盘、运动器材..等)，若其它机具或物品在设计时有高密度、高强度及耐蚀性考虑时，均属本发明的申请范围内。
Claims (2)
1.一种密度较高的耐腐蚀合金，其特征在于，该合金材料的组份及含量如下：
碳 0.01～0.09重量％；
硅 0.2～0.6重量％；
锰 0.05～0.5重量％；
磷 0.0001～0.03重量％；
硫 0.0001～0.03重量％；
铬 11～13重量％；
镍 7.5～10重量％；
钼 1.5～2.5重量％；
铌 0.01～0.1重量％；
钨 8～10重量％；
铁 余量；
所述合金材料的密度为8.2～8.4g/cm3，金相组织为马氏体，硬度为HRC18～35。
2.根据权利要求1所述的密度较高的耐腐蚀合金，其特征在于：所述合金材料在5重量％NaCl+95重量％H2O的盐雾测试下，其耐蚀性不小于72小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100185214A CN101230440A (zh) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | 一种密度较高的耐腐蚀合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA2008100185214A CN101230440A (zh) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | 一种密度较高的耐腐蚀合金 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN101230440A true CN101230440A (zh) | 2008-07-30 |
Family
ID=39897246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100185214A Pending CN101230440A (zh) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | 一种密度较高的耐腐蚀合金 |
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|---|---|
| CN (1) | CN101230440A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108883659A (zh) * | 2016-02-17 | 2018-11-23 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 车轮和应用 |
-
2008
- 2008-02-20 CN CNA2008100185214A patent/CN101230440A/zh active Pending
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