CN1028883C - 一种铁基耐蚀合金 - Google Patents
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Abstract
一种铁基耐蚀合金。主要用于制作在H2S、HCl等气体腐蚀环境下工作的电磁铁和电磁阀。其化学成份(重量%)为:碳≤0.03%、锰≤0.20%、硫≤0.015%、磷≤0.015%、铬18-36%、镍1-3%、硅0.1-3%、钛0.4-1.5%、硼0.003-0.03%、铈镧0.003-0.03%,余为铁。合金中还可以加入钼1-3%和铜0.4-3%,该合金耐蚀性能优良,耐氯离子腐蚀不仅优于铁基耐蚀合金1J117,而且优于超低碳不锈耐酸钢OOCr17Ni14Mo2。合金剩磁低、矫顽力小,特别适用于制作比例电磁阀。合金具有良好的机加工性能和焊接性能。
Description
本发明属于铁基耐蚀合金,主要用于制作耐蚀电磁阀和电磁铁。
目前,用于制作耐蚀电磁阀和电磁铁的铁基耐蚀合金,有国标GBn160中的牌号1J117(Cr17NiTi)、美国牌号430F(Cr14-18)、日本特公79-25488(12-30%Cr、0.41-1.41W、0.48-3.28%Ge)。现有技术的这些铁基耐蚀合金的不足之处是:耐蚀性能均差,不能满足等离子刻蚀和光导纤维等的制造工艺中,对腐蚀性气体H2S、SO2、HCl等的精确测量和控制所需的耐蚀电磁阀和电磁铁的应用要求。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处,而提供一种耐蚀电磁阀和电磁铁用的铁基耐蚀合金。这种合金,耐蚀性强,特别是耐氯离子的腐蚀不仅优于1J117,而且优于电磁阀通气管道所采用的超低碳不锈耐酸钢OOCr17Ni14No2。这种合金,剩磁低,矫顽力小,磁性能的温度稳定性好,使电磁阀的调节性能优于1J117。这种合金还有良好的机加工性能和焊接性能。
本发明合金的设计思想是,以低碳铁素体的铁-铬不锈钢为本发明合金的基本化学成分,扩大合金中铬的含量,并添加镍、钛、硅、钼、铜、硼、铈镧等原素,以提高合金的耐蚀性,并保证添加元素后合金仍为铁素体组织,改善合金的软磁特性和可加工性。
其解决方案是:
(1)、合金的化学成分为:碳≤0.03%、锰≤0.20%、硫≤0.015%、磷≤0.015%、铬18-36%、镍1-3%、硅0.1-3%、钛0.4-1.5%、硼0.003-0.03%、铈镧0.003-0.03%,余为铁。
(2)、在(1)所述的合金中加入钼1-3%和铜0.4-3%。
本发明合金的方案中,所采用的合金元素,其作用和运用原则如下:
铬:铬是具有钝化倾向的元素。铬的含量高,则抗蚀性增强,但饱和磁感应强度下降、合金强度提高、热塑性下降。从磁性、耐蚀性和可加工性综合考虑,本发明合金规定铬的含量为18-36%。
镍:镍可以扩大Fe-Cr合金在非氧化性介质中的钝化范围,同时可改善热加工性。但镍扩大γ区能力较强,本发明合金规定镍的含量为1-3%。
钛:钛可防止贫铬,是本发明合金中重要的稳定元素。本发明合金规定钛的含量为0.4-1.5%。
硅:硅可提高合金的耐蚀性,且硅封闭γ区能力较强。
本发明合金规定硅的含量为0.1-3%。
铈镧:稀土元素向铬氧化膜扩散,使氧化膜坚固,从而提高合金的耐蚀性,并且改善合金的热加工性和冷加工性。本发明合金采用铈镧混合稀土,规定的含量为0.003-0.03%。
硼:本发明合金采用硼作为细化晶粒原素,以提高合金的切削性能。硼与碳、氮有很强的亲和力,可提高合金的磁性能。含硼少于0.003%效果不明显,含硼量超过0.03%,使合金矫顽为提高,本发明合金规定硼的含量为0.003-0.03%。
钼和铜:高铬合金中含钼,可使合金耐点蚀、耐缝隙腐蚀、耐有机酸和硫酸腐蚀的性能显著提高。铜和钼配合使用可抑制钝化膜还原溶解。本发明规定在合金中加入钼和铜时,含量为钼1-3%和铜0.4-3%。
本发明合金的制造方法为:原材料用工业纯铁、金属铬、金属钼、壹号镍、海绵钛、电解铜、硅铁、硼铁、铈镧混合稀土等。采用真空感应炉,或VOD法、AOD法冶炼,合金锭经锻造或轧制获得成品。合金的整个制备工艺与1J117类似,易于工业规模生产。
附图的说明。
图1、合金号1和合金号4的直流磁化曲线和剩磁曲线
曲线1-A和4-A,分别是合金号1和4在热处理状态的磁化曲线;
曲线1-B和4-B,分别为合金号1和4在未经热处理的锻轧状态的磁化曲线;
曲线4-C,是合金号4在热处理状态的剩磁曲线;
曲线4-D,是合金号4在未经热处理的锻轧状态的剩磁曲线。
图2、合金号3,复合添加B和Ti的晶粒度。合金含0.43%Ti、0.016%B。
图3、对比合金J117,单独添加Ti的晶粒度。合金含0.41%Ti。
实施例
按照本发明所设定的合金化学成分范围和制造方法,已实施36炉,均供实际使用。
表1:实施例合金的化学成分。
合金号NO.1和NO.2是解决方案(1)的实施例合金,合金号NO.3和NO.4是解决方案(2)的实施例合金。表中还列出了对比合金IJ117的化学成分。
表2:实施例合金和对比合金的耐蚀性试验结果。
试验条件为室温,15%HCl溶液,全浸24小时,测量失重,计算腐蚀减量。
表3:实施例合金和对比合金的磁性能。
实施例合金号1和2,合金具有较高的磁感应强度和低的剩磁值。实施例合金3和4,添加了钼和铜,合金具有更低的剩磁值。
本发明合金与现有技术比较具有以下优点:
1、本发明合金耐蚀性优良。经测试和在复杂气氛的高腐蚀性介质环境中实用,其耐蚀性不仅优于已有的铁基耐蚀合金1J117,而且优于超低碳不锈耐酸钢00Cr17Ni14Mo2。
2、本发明合金剩磁低,矫顽力小,使电磁阀的调节性能优于1J117。
3、本发明合金的磁性能温度稳定性好,因此使电磁阀能在腐蚀性气体介质的环境温度下可靠地工作。
4、本发明合金材料的机加工性能和焊接性能优良。
表1 (重量%)
合金号
本 NO. C Mn S P Cr Ni Si Ti B Ce-La MO Cu Fe
发
1 0.015 0.061 0.009 0.006 19.0 1.6 1.7 0.50 0.008 0.018 - - 基
明
2 0.007 0.035 0.008 0.007 22.4 2.0 2.1 0.45 0.014 0.004 - - 基
合
3 0.007 0.03 0.011 0.007 31.7 1.4 0.13 0.43 0.016 0.007 2.1 0.52 基
金
4 0.008 0.018 0.009 0.006 33.1 1.1 0.22 0.47 0.009 0.009 1.9 0.59 基
对
比
1J117 0.015 0.36 0.014 0.010 18.5 0.57 0.15 0.41 - - - - 基
合
金
表2
合金号 腐蚀减量
NO. (g/m2·h)
1 2.38
本发明合金 2 1.65
3 <0.01
4 <0.01
1J117 6.04
对比合金
OOCr17Ni14Mo2 4.06
表3
合金号 不同磁场强度(A/m)时的磁感应值(T) Hc
本发明 NO. B240 B240r B800 B3200 B3200r (A/m)
1 0.683 0.444 0.956 1.19 0.453 33.1
2 0.784 0.384 0.987 1.15 0.406 38.7
合金 3 0.547 0.279 0.800 0.998 0.301 43.3
4 0.605 0.346 0.809 0.981 0.352 35.2
对比
1J117 0.975 0.774 1.16 1.13 0.893 55.7
合金
Claims (2)
1、一种铁基耐蚀合金,其特征在于该合金的化学成份(重量%)为:碳≤0.03%、锰≤0.20%、硫≤0.015%、磷≤0.015、铬18-36%、镍1-3%、硅0.1-3%、钛0.4-1.5%、硼0.003-0.03%、铈镧0.003-0.03%,余为铁。
2、根据权利要求1所述的铁基耐蚀合金,其特征在于该合金中还可以加入钼1-3%和铜0.4-3%。
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CN 93105139 CN1028883C (zh) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 一种铁基耐蚀合金 |
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CN 93105139 CN1028883C (zh) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 一种铁基耐蚀合金 |
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CN 93105139 Expired - Lifetime CN1028883C (zh) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 一种铁基耐蚀合金 |
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- 1993-04-26 CN CN 93105139 patent/CN1028883C/zh not_active Expired - Lifetime
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