CN103451555A - 水泵叶轮用不锈钢材料及其制备方法 - Google Patents

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何祥炎
张潮海
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Abstract

本发明公开了一种水泵叶轮用不锈钢材料及其制备方法，其中含有下列重量百分比的元素成分：C0.03-0.05、Si3.2-3.4、Mn1.2-1.3、Ni6.3-6.5、Cr15-15.6、W3.2-3.4、Mo2.1-2.3、Bi0.2-0.3、Nd0.6-0.7、Mg2.3-2.6、V0.9-1.1、Nb1.2-1.4、S、P小于0.03、余量为铁。本发明铸造不锈钢组织精细，具有较高的屈服强度和韧性，耐酸碱腐蚀、特别在含氯离子介质和海水腐蚀环境中具有更良好的抗应力腐蚀开裂，抗缝隙腐蚀，抗腐蚀磨损，抗空泡腐蚀能力，有良好的切削加工和可焊性，适合叶轮制造。

Description

水泵叶轮用不锈钢材料及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金材料技术领域，具体是一种水泵叶轮用不锈钢材料及其制备方法。
背景技术
水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵主要由泵壳、泵盖、泵轴、叶轮及密封系统组成。由于水泵的工作条件复恶劣杂、所以不同用途的水泵对部件的要求不同，包括有耐酸、耐碱、耐盐雾、耐热、耐高温等。因此，需要研究不同的不锈钢材料来满足现实的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种水泵叶轮用不锈钢材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种水泵叶轮用不锈钢材料，其特征在于：其中含有下列重量百分比的元素成分：C0.03-0.05、Si3.2-3.4、Mn1.2-1.3、Ni6.3-6.5、Cr15-15.6、W3.2-3.4、Mo2.1-2.3、Bi0.2-0.3、Nd0.6-0.7、Mg2.3-2.6、V0.9-1.1、Nb1.2-1.4、S、P小于0.03、余量为铁。
所述的水泵叶轮用不锈钢材料的制造方法，包括熔炼、电渣重熔、锻造，其特征在于：
（1）、熔炼：按元素含量向真空感应炉中投放生铁、废钢及各元素原料，生铁、废钢二者的重量比为1：1-1.2，在1600-1650℃下熔炼熔化后，待熔化结束后，取样分析并调整，并脱氧造渣，待分析结果符合要求后，降低出钢温度至1550-1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480-1500℃，得到电渣棒；
（2）、真空电弧重熔：先向电渣炉内加入电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通电，引弧和加入熔渣，将熔渣熔化在电炉中，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10 小时后，脱模形成圆锭；
所述的熔渣由下列重量份的原料制成：
白云石3-4、铝粉1-2、钾长石粉2-3、二硼化钒2-3、氟化铝钠1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾3-4、秸秆灰烬1-2、硅烷偶联剂KH550 3-4；制备方法是将除硅烷偶联剂KH550、纳米二氧化硅外的其它组分加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，加入硅烷偶联剂KH550、纳米二氧化硅研磨均匀分散即可。
（3）、锻造。
本发明铸造不锈钢组织精细，具有较高的屈服强度和韧性，耐酸碱腐蚀、特别在含氯离子介质和海水腐蚀环境中具有更良好的抗应力腐蚀开裂，抗缝隙腐蚀，抗腐蚀磨损，抗空泡腐蚀能力，有良好的切削加工和可焊性，适合叶轮制造。
具体实施方式
一种水泵叶轮用不锈钢材料，其中含有下列重量百分比的元素成分：C0.03-0.05、Si3.2-3.4、Mn1.2-1.3、Ni6.3-6.5、Cr15-15.6、W3.2-3.4、Mo2.1-2.3、Bi0.2-0.3、Nd0.6-0.7、Mg2.3-2.6、V0.9-1.1、Nb1.2-1.4、S、P小于0.03、余量为铁。
水泵叶轮用不锈钢材料的制造方法，包括熔炼、电渣重熔、锻造；
（1）、熔炼：按元素含量向真空感应炉中投放生铁、废钢及各元素原料，生铁、废钢二者的重量比为1：1.2，在1600-1650℃下熔炼熔化后，待熔化结束后，取样分析并调整，并脱氧造渣，待分析结果符合要求后，降低出钢温度至1550-1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480-1500℃，得到电渣棒；
（2）、真空电弧重熔：先向电渣炉内加入电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通电，引弧和加入熔渣，将熔渣熔化在电炉中，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10 小时后，脱模形成圆锭；
所述的熔渣由下列重量份（公斤）的原料制成：
白云石4、铝粉1、钾长石粉2、二硼化钒3、氟化铝钠2、纳米二氧化硅1、明矾3、秸秆灰烬2、硅烷偶联剂KH550 3；制备方法是将除硅烷偶联剂KH550、纳米二氧化硅外的其它组分加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，加入硅烷偶联剂KH550、纳米二氧化硅研磨均匀分散即可。
（3）、锻造：将钢锭加热至1050～1100℃，进行锻造开坯或锻造锻件，再将钢坯再加热至1050～1100℃，进行轧制，然后炉冷至450℃，空冷退火处理。
本发明熔渣的脱氧、脱硫、脱磷率在65-75%之间，去除不锈钢液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化钢液提高了钢的内部质量，铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
经检测，本发明不锈钢材料，其抗拉强度大于990 MPa 、屈服强度≥868Mpa；延伸率可以达到12％。另外，本发明的不锈钢材料耐热性能良好，而且其加工性能良好。进行盐雾试验（SWAAT 试验）。腐蚀试验时间设定为800 小时，材料表面没有无明显腐蚀坑。

Claims (2)

1.一种水泵叶轮用不锈钢材料，其特征在于：其中含有下列重量百分比的元素成分：C0.03-0.05、Si3.2-3.4、Mn1.2-1.3、Ni6.3-6.5、Cr15-15.6、W3.2-3.4、Mo2.1-2.3、Bi0.2-0.3、Nd0.6-0.7、Mg2.3-2.6、V0.9-1.1、Nb1.2-1.4、S、P小于0.03、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的水泵叶轮用不锈钢材料的制造方法，包括熔炼、电渣重熔、锻造，其特征在于：
（1）、熔炼：按元素含量向真空感应炉中投放生铁、废钢及各元素原料，生铁、废钢二者的重量比为1：1-1.2，在1600-1650℃下熔炼熔化后，待熔化结束后，取样分析并调整，并脱氧造渣，待分析结果符合要求后，降低出钢温度至1550-1580℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1480-1500℃，得到电渣棒；
（2）、真空电弧重熔：先向电渣炉内加入电渣棒，装好结晶器，加好引弧剂，通电，引弧和加入熔渣，将熔渣熔化在电炉中，将电渣棒熔化，等结晶器钢液到设定区域后停电，自然冷却10 小时后，脱模形成圆锭；
所述的熔渣由下列重量份的原料制成：
白云石3-4、铝粉1-2、钾长石粉2-3、二硼化钒2-3、氟化铝钠1-2、纳米二氧化硅1-2、明矾3-4、秸秆灰烬1-2、硅烷偶联剂KH550 3-4；制备方法是将除硅烷偶联剂KH550、纳米二氧化硅外的其它组分加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，加入硅烷偶联剂KH550、纳米二氧化硅研磨均匀分散即可；
（3）、锻造。
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