CN103014482B

CN103014482B - 耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料及制法

Info

Publication number: CN103014482B
Application number: CN201210583366.7A
Authority: CN
Inventors: 周仕勇; 李兴华; 赵桂菊
Original assignee: SHANDONG YUANTONG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: SHANDONG YUANTONG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: CN103014482A

Abstract

本发明涉及一种耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料及制法，属于合金铸铁材料领域；金属材料含有下列化学成分：C%2.8-2.6Si%2.5-2.0Mn%2.5-2.0P%＜0.05S%＜0.05Ni%20.0-24.0Cr%0.5max Mg%0.05-0.09RE%0.02-0.04。采用一种新型的生产工艺，在普通铸铁的熔炼基础上增加合金化和球墨化，获得一种新型的合金化球墨铸铁。合金化是指在铸铁中加入Ni、Cr，以提高基体的电位，增加阳极相的热力稳定性，减少境界杂质消除残留应力而减少阳极面积，促进钝化，引入活性阴极。

Description

耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料及制法

技术领域

本发明涉及一种耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料及制法，属于合金铸铁材料领域。

背景技术

国家的经济发展离不开工业技术的发展。近几年来，我国工业机械装备技术有了突飞猛进的发展，对各种装备使用的金属材料的性能要求越来越高。特别是化工行业设备，对所用的金属材料更是要求具有高强度、高韧性、耐热性、耐蚀性等等特殊性能。化工业的大部分场合都会产生严重的腐蚀，并且因设备腐蚀造成停工停产的屡见不鲜，甚至造成重大的人员伤亡事故，产生巨大的经济损失。由于设备腐蚀而影响和降低质量的情况也时有发生。同时由于设备产生腐蚀，导致一些新技术、新工艺无法实现。所以，耐热耐腐蚀金属材料的研发与应用，对化工业和高温制造业的发展具有非常重要的意义。

耐热耐腐蚀球墨铸铁，可同时具备高强度、高韧性、高耐磨、耐热性、耐蚀性、减震性、良好的铸造性能和加工性能，可迅速推广于各种特殊场合，特别是化工设备的阀座、阀杆、阀板及紧固螺栓，轧钢行业的耐热刮板，玻璃行业的高温模具，汽车的排气管等，市场前景广阔。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，能满足良好的结构性能、铸造成型性能、切削加工性能，满足高强度、高韧性、耐热性、耐蚀性、安全性能要求高的工作场合；同时本制备方法工艺简单，便于规模化生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，金属材料含有下列化学成分：C%2.8-2.6Si%2.5-2.0Mn%2.5-2.0P%＜0.05S%＜0.05Ni%20.0-24.0Cr%0.5max Mg%0.05-0.09Re%0.02-0.04。

所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料机械性能如下：

（1）常温性能：拉伸强度≥370Mpa，延伸率≥20%；

（2）高温力学性能:

试验温度/℃	σb/MPa	δ/1
			500	559	30.4%
600	516	28.8%

700	432	20.2%
			800	326	12.2%
900	220	13.0%
			1000	130	17.0%
1100	65	37.0%
			1200	31	30.2%

(3)在稀硫酸中的腐蚀速度mm/a

(4)产品无磁性

金相组织：基体为奥氏体，石墨为球状，球化级别2-3级。

所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料的制法，由生铁、废钢、硅铁、锰铁、增碳剂、镍铁、铬铁、孕育剂经过电炉熔炼，经过炉前变质孕育处理，再经浇注成型冷却得到本种材料。

所述的原材料的重量份数配比如下：

生铁80～90份，废钢10～20份，硅铁1～2份，锰铁2～3份，增碳剂2～3份，铬铁0.5～1.0份，镍铁20～25份，孕育剂0.5～0.8份。

经过中频感应电炉熔化，然后经过光谱仪检测，经过炉前变质孕育球化处理而成，浇注于铸件的砂型型腔内得到铸件。

所述的生铁使为10#生铁；废钢为无锈纯净一级废钢。

所述的硅铁为75#硅铁；锰铁为65#锰铁。

所述的增碳剂为含碳≥95%的煅烧石油焦增碳剂。

所述的镍铁为含镍≥90%的镍铁。

所述的铬铁为含铬≥60%的铬铁。

所述的孕育剂为硅钡孕育剂。

本发明的有益效果是：采用一种新型的生产工艺，在普通铸铁的熔炼基础上增加合金化和球墨化，获得一种新型的合金化球墨铸铁。合金化是指在铸铁中加入Ni、Cr，以提高基体的电位，增加阳极相的热力稳定性，减少境界杂质消除残留应力而减少阳极面积，促进钝化，引入活性阴极；球墨化是指在熔炼的过程中通过球化工艺将铸铁中的石墨改变为球状，以减少石墨对晶界的割裂作用，提高铸铁的机械性能，获得高强度高延伸率的性能。此工艺获得的新型材料，具备良好的耐热耐腐蚀等综合性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

实施例1

产品为上刮具，单件重量27.5kg，平均壁厚45mm，树脂砂造型工艺。熔炼该种合金铸铁的原材料配比为：生铁90份，废钢10份，硅铁2份，锰铁3份，增碳剂2.3份，镍铁25份，铬铁0.9份，经过中频感应电炉熔化，温度达到1500℃后，经过光谱仪检测对成分进行微调，经过炉前变质孕育球化处理而成，硅钡孕育剂0.6份，含碳≥95%的煅烧石油焦增碳剂2份，浇注于上刮具的砂型型腔内得到上刮具。经过检验，利用该种合金铸铁材料得到的上刮具的含有下列化学成分：C%2.69Si%2.09Mn%2.063P%0.045S%0.02Ni%23.69Cr%0.432Mg%0.055Re%0.024；拉伸强度481MPa，延伸率39.4%，经过加工后，应用于轧钢行业的高热环境安全性能稳定。

实施例2

产品为下刮具，单件重量17.8kg，平均壁厚42mm，树脂砂造型工艺。熔炼该种合金铸铁的原材料配比为：生铁60份，回炉铁20份，废钢20份，硅铁1份，锰铁2.5份，增碳剂2份，镍铁20份，铬铁0.5份，经过中频感应电炉熔化，温度达到1500℃后，经过光谱仪检测对成分进行微调，经过炉前变质孕育球化处理而成，硅钡孕育剂0.8份，含碳≥95%的煅烧石油焦增碳剂3份，浇注于下刮具的砂型型腔内得到下刮具。经过检验，利用该种合金铸铁材料得到的上刮具含有下列化学成分：C%2.63Si%2.48Mn%2.457P%0.035S%0.019Ni%20.79Cr%0.410Mg%0.087RE%0.044；拉伸强度471MPa，延伸率29.7%，经过加工后，应用于轧钢行业的高热环境安全性能稳定。

Claims

1.一种耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于金属材料含有下列化学成分：C％2.8-2.6Si％2.5-2.0Mn％2.5-2.0P％＜0.05S％＜0.05Ni％20.0-24.0Cr％0.5max Mg％0.05-0.09Re％0.02-0.04，余量为Fe；

所述金属材料的机械性能如下：

(1)常温性能：拉伸强度≥370Mpa，延伸率≥20％；

(2)高温力学性能:

试验温度/℃ σb/MPa δ/1 500 559 30.4％ 600 516 28.8％ 700 432 20.2％ 800 326 12.2％ 900 220 13.0％ 1000 130 17.0％ 1100 65 37.0％ 1200 31 30.2％

(3)在稀硫酸中的腐蚀速度mm/a

(4)产品无磁性

金相组织：基体为奥氏体，石墨为球状，球化级别2-3级；

所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料制备方法如下：由生铁、废钢、硅铁、锰铁、增碳剂、镍铁、铬铁、孕育剂经过电炉熔炼，经过炉前变质孕育处理，再经浇注成型冷却得到本种材料；

所述的原材料的重量份数配比如下：

2.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于所述的生铁使为10#生铁；废钢为无锈纯净一级废钢。

3.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于所述的硅铁为75#硅铁；锰铁为65#锰铁。

4.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于所述的增碳剂为含碳≥95％的煅烧石油焦增碳剂。

5.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于所述的镍铁为含镍≥90％的镍铁。

6.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于所述的铬铁为含铬≥60％的铬铁。

7.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀的奥氏体球墨铸铁生产的金属材料，其特征在于所述的孕育剂为硅钡孕育剂。