CN104611640B - 一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.10％～0.17％，B 1.50％～2.10％，Si 0.40％～0.80％，Mn0.40％～0.80％，Ni 2.00％～3.00％，Cr 16.10％～18.20％，Ce 0.10％～0.20％，Ti 0.30％～0.50％，N 0.05％～0.10％，Al 0.05％～0.10％，Ca 0.04％～0.10％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。另外，本发明还公开了该合金的制备方法。本发明的合金主要由马氏体构成，具有优异的耐蚀性，基体中分布硬质相硼化物，可明显提高合金的耐冲刷腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于耐磨耐蚀金属材料技术领域，具体涉及一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金及其制备方法。
背景技术
冲刷腐蚀普遍存在于采矿、冶金、煤炭、水利等重要国民经济领域中。物料传输设备中的关键过流部件长期服役在流动的腐蚀性介质中，持续承受介质冲刷与腐蚀作用。介质的冲刷与腐蚀相互促进，具有比纯冲刷与纯腐蚀更为强烈破坏作用。由此，研究高性能耐冲刷腐蚀材料，具有极为重要的意义。
近年来，为了获得新型高性能耐冲蚀材料，国内外开展了大量的研究工作。中国发明专利CNl249357公开了一种铸造铁基耐磨耐蚀合金，其合金成分的重量百分数为：C 1.5％～3.0％，Cr 10％～20％，Mo 1％～3％，Si0.5％～2.0％，Mn 0.5％～3.0％，Ni 2％～4％，Fe余量，该合金具有较高的耐磨性和耐蚀性。然而，这种合金中碳含量较高，致使合金组织中含有较多粗大的脆性碳化物，并且合金基体组织中碳含量较高，合金的韧性较差。中国发明专利CNl417360公开了一种铸造耐磨耐蚀钴基合金，这种合金成分的重量百分数为：C 1.0％～2.5％，Cr 20％～35％，W 5％～20％，Mo 1％～6％，Nb 1％～8％，Cu 0.5％～2.0％，Si 0.5％～3.0％，Ni 2.0％～15.0％，Co 35％～65％。这种钴基合金具有优异的耐蚀、耐磨性能，然而这种合金中含有较多钴元素，生产加工成本高。中国发明专利CN1153224还公开了一种铸造耐磨耐蚀合金，这种合金成分的重量百分数为：C≤0.10％，Cr 20％～30％，Ni 15％～25％，Si 1.0％～2.5％，Mo 1.0％～3.5％，Cu 1.0％～2.0％，V 0.8％～1.2％，Ti 0.03％～0.3％，Fe余量，该合金具有较好的耐磨性和耐腐蚀。然而该合金中含有较多价格昂贵的镍元素，致使生产成本较高。中国发明专利CNl08312l公开了一种耐磨耐蚀镍基合金，合金成分的重量百分数为：C 1.0％～2.0％，Cr 20％～25％，Fe 10.5％～20.0％，Mo2.1％～2.5％，Si 1.0％～1.5％，Mn 1.0％～1.5％，Y0.02％～0.10％或Ce，余为Ni。该合金中的碳元素与铬、钼、铁、锰等元素形成大量一次碳化物和共晶碳化物，使得合金具有较好的耐磨性。然而，该合金中含有较多价格昂贵的镍元素，生产成本较高。
日本专利JPl54263公开了用于制造耐蚀、耐磨合金材料的新工艺，这种工艺是从Fe基合金、Co基合金和Ni基合金中至少选择一种作为基体制成的金属管，并在管中填充粒径10μm以下的VC粉末制成管状焊丝。或者，从Fe基合金、Co基合金和Ni基合金中至少选择一种作为基体金属，并与粒径10μm以下的VC粉末制成粉末混合物，这种材料具有优良的耐蚀和耐磨性。但含有价格较高的VC粉末，并且制备工艺复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金。该合金的基体组织主要由马氏体构成，具有优异的耐蚀性，此外，基体中分布18％～20％的硬质相硼化物，可明显提高合金的耐冲刷腐蚀性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.10％～0.17％，B 1.50％～2.10％，Si 0.40％～0.80％，Mn 0.40％～0.80％，Ni 2.00％～3.00％，Cr 16.10％～18.20％，Ce 0.10％～0.20％，Ti 0.30％～0.50％，N0.05％～0.10％，Al 0.05％～0.10％，Ca 0.04％～0.10％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
上述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.12％～0.16％，B 1.76％～1.92％，Si 0.51％～0.62％，Mn 0.61％～0.67％，Ni 2.32％～2.56％，Cr 16.92％～18.12％，Ce 0.15％～0.18％，Ti 0.36％～0.43％，N 0.06％～0.08％，Al 0.06％～0.07％，Ca 0.06％～0.08％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
上述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.12％，B 1.92％，Si 0.62％，Mn 0.67％，Ni 2.32％，Cr 17.73％，Ce 0.18％，Ti 0.36％，N 0.06％，Al 0.07％，Ca 0.06％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
上述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.15％，B 1.76％，Si 0.57％，Mn 0.61％，Ni 2.56％，Cr 16.92％，Ce 0.16％，Ti 0.41％，N 0.08％，Al 0.06％，Ca 0.08％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
上述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.16％，B 1.89％，Si 0.51％，Mn 0.66％，Ni 2.43％，Cr 18.12％，Ce 0.15％，Ti 0.43％，N 0.06％，Al 0.07％，Ca 0.06％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
另外，本发明还提供了一种制造上述高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1610℃～1650℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经190℃～220℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1480℃～1530℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金。
上述的方法，其特征在于，步骤四中所述固溶处理的温度为980℃～1050℃，升温速率为4℃/min～6℃/min，保温时间为3h～5h。
上述的方法，其特征在于，步骤四中所述去应力处理的温度为280℃～340℃，升温速率为4℃/min～6℃/min，保温时间为3h～5h。
本发明的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金中化学成分确定的理论依据如下：
C：C是影响高硼铁基耐冲刷腐蚀合金硬度、强度、韧性、耐冲刷腐蚀性的主要元素，C含量高时，基体中固溶的碳量提高，合金的固溶强化效果增强，其硬度、强度和耐磨性提高，但韧性降低、耐蚀性下降。当碳含量过低时，基体固溶强化效果差，硬度和强度低，综合考虑，将C元素含量控制在0.10％～0.17％。
B：B是高硼铁基耐冲刷腐蚀合金中的主要元素，用于形成高硬度的硼化物，提高合金耐冲刷腐蚀性能。B元素加入量过少，合金中硼化物数量少，耐冲刷腐蚀性低，而加入量过多，硼化物数量增加，合金脆性增大，综合考虑将B元素含量控制在1.50％～2.10％。
Cr：Cr是高硼铁基耐冲刷腐蚀合金中主要的元素。Cr元素可使合金表层形成致密的Cr2O3保护层，阻止或延缓合金由外部腐蚀转向内部腐蚀。在腐蚀工况中，受应力等因素致使氧化膜及其下表层产生裂纹，裂纹将为内部腐蚀形成提供条件。高硼铁基合金中Cr含量越高，对于裂纹修复能力越强，但Cr含量过高，材质熔炼困难，成本升高，因此Cr含量应控制在16.10％～18.20％。
Ni：Ni是非碳化物形成元素，主要固溶于基体，能够提高基体的淬透性。Ni元素加入量过多，使淬火残留奥氏体增多，降低合金的硬度和耐冲刷腐蚀性能。因此，Ni含量控制在2.00％～3.00％。
Ce：Ce元素易与合金液中残存的氧元素反应生成Ce2O3。Ce2O3熔点高达1640℃，(111)γ-Fe在面上形核时的点阵错配度低，由此，Ce2O3可作为奥氏体结晶时的有效异质核心，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏体，进而促进共晶硼化物的细化，其合适的加入量为0.10％～0.20％。
Ti：Ti加入高硼铁基合金中将与B元素反应生成块状TiB2。TiB2有利于改善硼化物形态和分布。Ti元素加入量过高，将出现粗大的块状TiB2，降低高硼铁基合金的强度和韧性，综合分析，Ti含量应控制在0.30％～0.50％。
N：N加入高硼铁基合金中可与Ti元素反应生成高熔点的TiN，TiN与γ-Fe晶格间的错配度很低，可促进初生奥氏体形核，促进硼化物的细化，合适的加入量应为0.05％～0.10％。
Al：Al易与Ce和氧反应生成CeAlO3。CeAlO3熔点高达2050℃，(001)γ-Fe在面上形核时的点阵错配度低，由此，CeAlO3可作为奥氏体结晶时的有效异质核心，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏体，进而促进硼化物细化。合适的加入量是0.05％～0.10％。
Ca：Ca的脱氧能力很强并且对合金液具有良好的除气作用。此外，Ca还可改善铸钢中夹杂物的形态，加入适量的Ca元素可使铸钢中长条状硫化物夹杂转变为球状的CaS或(Ca，Mn)S夹杂，适量Ca还可显著降低硫在晶界的偏聚。然而，加入过多的Ca将使铸钢中夹杂物增多，对铸钢韧性不利，由此，Ca的含量应控制在0.04％～0.10％。
不可避免的微量杂质元素是原料中带入的，其中包括P和S，均是有害元素，为了保证高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的强度、韧性和耐冲刷腐蚀性，将P和S含量均控制在0.03％以下。
高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的性能与热处理工艺直接相关，热处理工艺制订的依据如下：
高硼铁基耐冲刷腐蚀合金在铸态下硬度较低。通过高温较长时间的保温，可使合金中镍、铬等元素均匀分布于基体，有利于油淬后获得耐蚀性优异的马氏体组织。另外，高温长时间保温还有助于硼化物形态的改善，提高高硼铁基合金的力学性能。淬火温度过低，高硼铁基合金的组织改善不明显，性能较低。淬火温度过高，组织粗化，降低合金性能。高硼铁基合金经980℃～1050℃加热，保温3h～5h后油淬，可以获得优异的耐冲刷腐蚀性能。合金淬火处理后，加热至280℃～340℃，保温3h～5h进行回火处理，目的在于去除应力和稳定组织。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，可采用普通电炉熔炼，工艺简便，贵重合金加入量少，生产成本低。
2、本发明的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的基体组织主要由马氏体构成，具有优异的耐蚀性，此外，基体中分布18％～20％的硬质相硼化物，可明显提高合金的耐冲刷腐蚀性能。
3、本发明采用适量的Ce和Ti，配合少量的N和Ca等元素作为变质剂，变质元素的加入可净化合金液并细化合金组织。
4、本发明添加Ce元素，Ce易与合金液中残存的氧元素反应生成Ce2O3，Ce2O3熔点高达1640℃，可作为奥氏体结晶时的有效异质核心，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏体，进而促进共晶硼化物的细化。
5、本发明添加Al元素，Al易与Ce和氧反应生成CeAlO3，CeAlO3熔点高达2050℃，可作为奥氏体结晶时的有效异质核心，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏体，进而促进硼化物细化。
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的显微组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金由以下重量百分含量的成分组成：C 0.12％，B 1.92％，Si 0.62％，Mn 0.67％，Ni 2.32％，Cr 17.73％，Ce0.18％，Ti 0.36％，N 0.06％，Al 0.07％，Ca 0.06％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金采用500公斤中频感应电炉熔炼制备，制备方法具体为：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1640℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经200℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1520℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金；所述固溶处理的温度为1030℃，升温速率为5℃/min，保温时间为4h；所述去应力处理的温度为330℃，升温速率为6℃/min，保温时间为3.5h。
经检测，本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的化学成分如表1所示，其力学性能如表2所示。
表1实施例1制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金成分(重量百分含量，wt％)
表2实施例1制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的力学性能
图1为本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的显微组织图，从图中可以看出，硬质相硼化物以粒状及杆状分布于马氏体基体中。
实施例2
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金由以下重量百分含量的成分组成：C 0.15％，B 1.76％，Si 0.57％，Mn 0.61％，Ni 2.56％，Cr 16.92％，Ce0.16％，Ti 0.41％，N 0.08％，Al 0.06％，Ca 0.08％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金采用500公斤中频感应电炉熔炼制备，制备方法具体为：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1620℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经210℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1500℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金；所述固溶处理的温度为1020℃，升温速率为6℃/min，保温时间为5h；所述去应力处理的温度为310℃，升温速率为4℃/min，保温时间为4.5h。
经检测，本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的化学成分如表3所示，其力学性能如表4所示。
表3实施例2制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金成分(重量百分含量，wt％)
表4实施例2制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的力学性能
实施例3
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金由以下重量百分含量的成分组成：C 0.16％，B 1.89％，Si 0.51％，Mn 0.66％，Ni 2.43％，Cr 18.12％，Ce0.15％，Ti 0.43％，N 0.06％，Al 0.07％，Ca 0.06％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金采用500公斤中频感应电炉熔炼制备，制备方法具体为：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1630℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经190℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1490℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金；所述固溶处理的温度为1050℃，升温速率为4℃/min，保温时间为3h；所述去应力处理的温度为320℃，升温速率为5℃/min，保温时间为4h。
经检测，本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的化学成分如表5所示，其力学性能如表6所示。
表5实施例3制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金成分(重量百分含量，wt％)
表6实施例3制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的力学性能
实施例4
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金由以下重量百分含量的成分组成：C 0.10％，B 1.50％，Si 0.40％，Mn 0.80％，Ni 2.00％，Cr 18.20％，Ce0.10％，Ti 0.50％，N 0.05％，Al 0.05％，Ca 0.04％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金采用500公斤中频感应电炉熔炼制备，制备方法具体为：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1650℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经220℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1530℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金；所述固溶处理的温度为980℃，升温速率为5℃/min，保温时间为3h；所述去应力处理的温度为340℃，升温速率为5℃/min，保温时间为3h。
经检测，本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的化学成分如表7所示，其力学性能如表8所示。
表7实施例4制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金成分(重量百分含量，wt％)
表8实施例4制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的力学性能
实施例5
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金由以下重量百分含量的成分组成：C 0.17％，B 2.10％，Si 0.80％，Mn 0.40％，Ni 3.00％，Cr 16.10％，Ce0.20％，Ti 0.30％，N 0.10％，Al 0.10％，Ca 0.10％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金采用500公斤中频感应电炉熔炼制备，制备方法具体为：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1610℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经190℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1480℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金；所述固溶处理的温度为1050℃，升温速率为6℃/min，保温时间为3h；所述去应力处理的温度为300℃，升温速率为6℃/min，保温时间为5h。
经检测，本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的化学成分如表9所示，其力学性能如表10所示。
表9实施例5制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金成分(重量百分含量，wt％)
表10实施例5制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的力学性能
实施例6
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金由以下重量百分含量的成分组成：C 0.15％，B 1.80％，Si 0.90％，Mn 0.80％，Ni 2.50％，Cr 17.20％，Ce0.18％，Ti 0.40％，N 0.07％，Al 0.08％，Ca 0.09％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本实施例的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金采用500公斤中频感应电炉熔炼制备，制备方法具体为：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1630℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经190℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1500℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金；所述固溶处理的温度为1000℃，升温速率为6℃/min，保温时间为3.5h；所述去应力处理的温度为280℃，升温速率为4℃/min，保温时间为4h。
经检测，本实施例制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的化学成分如表11所示，其力学性能如表12所示。
表11实施例6制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金成分(重量百分含量，wt％)
表12实施例6制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的力学性能
采用本发明实施例1至实施例6制备的高硼铁基耐冲刷腐蚀合金制作ZJ渣浆泵护套。使用结果表明，在酸性渣浆中，高硼铁基耐冲刷腐蚀合金使用过程中安全、可靠，其使用寿命为Cr15Mo3高铬铸铁的3～4倍。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.10％～0.17％，B 1.50％～2.10％，Si 0.40％～0.80％，Mn 0.40％～0.80％，Ni 2.00％～3.00％，Cr 16.10％～18.20％，Ce 0.10％～0.20％，Ti 0.30％～0.50％，N 0.05％～0.10％，Al 0.05％～0.10％，Ca 0.04％～0.10％，P<0.03％，S<0.03％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.12％～0.16％，B 1.76％～1.92％，Si 0.51％～0.62％，Mn 0.61％～0.67％，Ni 2.32％～2.56％，Cr 16.92％～18.12％，Ce 0.15％～0.18％，Ti 0.36％～0.43％，N 0.06％～0.08％，Al0.06％～0.07％，Ca 0.06％～0.08％，P<0.03％，S<0.03％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.12％，B 1.92％，Si 0.62％，Mn0.67％，Ni 2.32％，Cr 17.73％，Ce 0.18％，Ti 0.36％，N 0.06％，Al 0.07％，Ca 0.06％，P<0.03％，S<0.03％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
4.根据权利要求2所述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.15％，B 1.76％，Si 0.57％，Mn0.61％，Ni 2.56％，Cr 16.92％，Ce 0.16％，Ti 0.41％，N 0.08％，Al 0.06％，Ca 0.08％，P<0.03％，S<0.03％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
5.根据权利要求2所述的一种高硼铁基耐冲刷腐蚀合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：C 0.16％，B 1.89％，Si 0.51％，Mn0.66％，Ni 2.43％，Cr 18.12％，Ce 0.15％，Ti 0.43％，N 0.06％，Al 0.07％，Ca 0.06％，P<0.03％，S<0.03％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
6.一种制造如权利要求1至5任一权利要求所述高硼铁基耐冲刷腐蚀合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再加入纯镍板、钛铁和硼铁；
步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1610℃～1650℃，然后向熔液中加入硅钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液；
步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经190℃～220℃烘干后放置于浇包底部，采用包内冲入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；
步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1480℃～1530℃下浇注成铸件，将所述铸件经固溶处理后油淬，然后再进行去应力处理，空冷至室温，得到高硼铁基耐冲刷腐蚀合金。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤四中所述固溶处理的温度为980℃～1050℃，升温速率为4℃/min～6℃/min，保温时间为3h～5h。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤四中所述去应力处理的温度为280℃～340℃，升温速率为4℃/min～6℃/min，保温时间为3h～5h。
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