CN103451573A - 水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料及其制造方法，其中含有下列重量百分比的元素成分：Cr20-21、Ni1.5-1.8、Mn3.5-3.9、Mo4.3-4.5、Si2.2-2.5、C0.01-0.020、Sc2.3-2.5、In1.2-1.4、As0.3-0.5、Sb3.1-3.4、Bi1.6-1.8、Tb0.3-0.4、Al0.7-0.9、S、P小于0.03、余量为铁。本发明不锈钢强度高、韧性好、耐腐蚀磨损性优，尤其在强碱、氯碱、氧化性酸、磷酸盐等溶液中的抗应力腐蚀开裂性、耐全面腐蚀性、耐晶间腐蚀性以及在海水中的抗点蚀、空泡腐蚀性具有明显的优越性，冷热加工性良好；本发明海水泵、叶轮叶片等具有空泡腐蚀特性的产品中，其最大耐空泡腐蚀失重低于3mg/5h，强度高、韧性好。

Description

水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料及其制造方法
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耐空泡腐蚀不锈钢合金材料及其制造方法。
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水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料及其制造方法。
本发明的技术方案如下：
一种水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料，其特征在于：其中含有下列重量百分比的元素成分：Cr20-21、Ni1.5-1.8、Mn3.5-3.9、Mo4.3-4.5、Si2.2-2.5、C0.01-0.020、Sc2.3-2.5、In1.2-1.4、As0.3-0.5、Sb3.1-3.4、Bi1.6-1.8、Tb0.3-0.4、Al0.7-0.9、S、P小于0.03、余量为铁。
所述的水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料的制造方法，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1：2-2.2，在1580-1620℃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1530-1570℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1485-1520℃，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 -15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：
钛白粉6-7、电熔镁砂2-3、滑石粉1-2、凹凸棒土4-5、刚玉粉1-2、高岭土2-3、Bi2O35-6、二硼化钒2-3、秸秆灰烬1-2；制备方法将凹凸棒土、高岭土混合后在450-480℃下焙烧3-4小时，用12-15%盐酸溶液洗涤，再用清水洗净，烘干，与其它原它原料混合，加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，即可；（3）、锻造。
本发明不锈钢强度高、韧性好、耐腐蚀磨损性优，尤其在强碱、氯碱、氧化性酸、磷酸盐等溶液中的抗应力腐蚀开裂性、耐全面腐蚀性、耐晶间腐蚀性以及在海水中的抗点蚀、空泡腐蚀性具有明显的优越性，冷热加工性良好；本发明海水泵、叶轮叶片等具有空泡腐蚀特性的产品中，其最大耐空泡腐蚀失重低于3mg/5h，强度高、韧性好。
具体实施方式
一种水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料，其中含有下列重量百分比的元素成分：Cr20-21、Ni1.5-1.8、Mn3.5-3.9、Mo4.3-4.5、Si2.2-2.5、C0.01-0.020、Sc2.3-2.5、In1.2-1.4、As0.3-0.5、Sb3.1-3.4、Bi1.6-1.8、Tb0.3-0.4、Al0.7-0.9、S、P小于0.03、余量为铁。
水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料的制造方法，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1：2-2.2，在1580-1620℃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1530-1570℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1485-1520℃，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 -15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：
钛白粉6、电熔镁砂2、滑石粉2、凹凸棒土4、刚玉粉2、高岭土2、Bi2O35、二硼化钒2、秸秆灰烬2；制备方法将凹凸棒土、高岭土混合后在450-480℃下焙烧3-4小时，用12-15%盐酸溶液洗涤，再用清水洗净，烘干，与其它原它原料混合，加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，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1140 MPa 、屈服强度≥1030Mpa；延伸率可以达到11％，冲击功63J。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)

1.一种水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料，其特征在于：其中含有下列重量百分比的元素成分：Cr20-21、Ni1.5-1.8、Mn3.5-3.9、Mo4.3-4.5、Si2.2-2.5、C0.01-0.020、Sc2.3-2.5、In1.2-1.4、As0.3-0.5、Sb3.1-3.4、Bi1.6-1.8、Tb0.3-0.4、Al0.7-0.9、S、P小于0.03、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的水泵叶轮用耐空泡腐蚀不锈钢合金材料的制造方法，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1：2-2.2，在1580-1620℃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1530-1570℃，并浇注出钢至钢包，钢水浇注温度控制在1485-1520℃，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 -15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：
钛白粉6-7、电熔镁砂2-3、滑石粉1-2、凹凸棒土4-5、刚玉粉1-2、高岭土2-3、Bi2O35-6、二硼化钒2-3、秸秆灰烬1-2；制备方法将凹凸棒土、高岭土混合后在450-480℃下焙烧3-4小时，用12-15%盐酸溶液洗涤，再用清水洗净，烘干，与其它原它原料混合，加水研磨成40-100μm的粉末，然后烘干，即可；
（3）、锻造。
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