CN105568138A - 一种高筒法兰环件合金及其制备方法 - Google Patents

一种高筒法兰环件合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高筒法兰环件合金及其制备方法，合金中各元素的重量百分比为：碳0.13-0.31％、硅0.17-0.19％、铬0.07-0.11％、钼0.12-0.17％、钒0.21-0.24％、铜0.11-0.14％、铝0.09-0.12％、镍0.05-0.07％、钛0.07-0.13％、锰0.17-0.21％、硼0.11-0.14％、铂0.13-0.17％、硫0.07-0.11％、磷0.13-0.17％、稀土0.02-0.05％、其余为铁等不可规避的杂质元素。再通过煅炼、制坯、喷砂、二次煅炼、热处理、精加工，制备成的高筒法兰环件合金强度更高，工艺也得到进一步简化，可用于工业化的加工和生产。

Description

一种高筒法兰环件合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及法兰合金钢领域领域，具体涉及一种高筒法兰环件合金及其制备方法。
背景技术
法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。
在现在的法兰主要用在的工业掼蛋，方便对管道进行拆卸、安装以及维修，并提高密封性，但是现在的法兰在提高相互之间的密封性同时，需要将两块相互配合的上、下法兰进行接触，虽然能够提高法兰的相互配合之间的密封性，但是在一些工业上特殊的生产加工时用到的管道中进行安装法兰时，需要对法兰的结构强度进行进一步的提升才能满足生产加工的需要，且在进行法兰合金的制备工艺较为繁琐，不能进行进一步的推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高筒法兰环件合金及其制备方法，通过原料的个元素的相互配比组合，进一步提高法兰环件合金的结构强度，且制备方法进一步得到简化，可进行进一步推广应用。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高筒法兰环件合金，合金中各元素的重量百分比为：碳0.13-0.31％、硅0.17-0.19％、铬0.07-0.11％、钼0.12-0.17％、钒0.21-0.24％、铜0.11-0.14％、铝0.09-0.12％、镍0.05-0.07％、钛0.07-0.13％、锰0.17-0.21％、硼0.11-0.14％、铂0.13-0.17％、硫0.07-0.11％、磷0.13-0.17％、稀土0.02-0.05％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
优选地，合金中各元素的重量百分比为：碳0.21-0.28％、硅0.18-0.19％、铬0.08-0.10％、钼0.13-0.15％、钒0.22-0.24％、铜0.13-0.14％、铝0.09-0.11％、镍0.05-0.06％、钛0.09-0.11％、锰0.18-0.20％、硼0.12-0.14％、铂0.14-0.16％、硫0.09-0.10％、磷0.14-0.16％、稀土0.03-0.04％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
优选地，合金中各元素的重量百分比为：碳0.26％、硅0.18％、铬0.09％、钼0.14％、钒0.23％、铜0.14％、铝0.10％、镍0.05％、钛0.09％、锰0.18％、硼0.14％、铂0.15％、硫0.10％、磷0.15％、稀土0.04％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
一种高筒法兰环件合金的制备方法，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
优选地，在步骤1)中先将废铁和合金在1700-1720℃形成铁水后，再放入稀土合金。
优选地，所述的步骤5)热处理重复3次。
优选地，所述的步骤5)热处理具体操作为：先进行迅速冷却至150-170℃，并进行保温2-3小时，再进行升温670-730℃，保温5-8小时。
本发明提供了一种高筒法兰环件合金及其制备方法，原料中的碳元素较高，能够提高法兰环件的抗拉强度；锰的含量在0.17-0.21％在增强合金在加工过程中的韧性，还能有效增强法兰合金的抗腐蚀性；铬的含量能够使得法兰合金在硬度和耐磨性得到提升；铜、铝的添加进一步提高法兰合金的抗氧化性和抗腐蚀性，硼的加入能够改善在进行热处理时的合金表面致密性和热轧性能，提高其表面的结构强度。原料中所加的稀土元素能够改变合金中的夹杂物物理形态以及分布，从而改善合金的热粗粒工艺。制备方法中采用煅炼、制坯、喷砂、二次煅炼、热处理、精加工可进一步简化生产工艺，减少热处理过程中对结构强度的硬度，可进行大规模的生产加工，便于进一步推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高筒法兰环件合金，合金中各元素的重量百分比为：碳0.26％、硅0.18％、铬0.09％、钼0.14％、钒0.23％、铜0.14％、铝0.10％、镍0.05％、钛0.09％、锰0.18％、硼0.14％、铂0.15％、硫0.10％、磷0.15％、稀土0.04％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
一种高筒法兰环件合金的制备方法，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量，在步骤1)中先将废铁和合金在1700-1720℃形成铁水后，再放入稀土合金；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理，先进行迅速冷却至150-170℃，并进行保温2-3小时，再进行升温670-730℃，保温5-8小时，并将步骤5)热处理重复3次；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
实施例2：
一种高筒法兰环件合金，合金中各元素的重量百分比为：碳0.13％、硅0.17％、铬0.07％、钼0.15％、钒0.21％、铜0.13％、铝0.09％、镍0.05％、钛0.07％、锰0.18％、硼0.11％、铂0.17％、硫0.7％、磷0.17％、稀土0.02％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
一种高筒法兰环件合金的制备方法，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理，先进行迅速冷却至150-170℃，在进行保温2-3小时，再进行升温670-730℃，保温5-8小时，并将步骤5)热处理重复3次，；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
实施例3：
一种高筒法兰环件合金，合金中各元素的重量百分比为：碳0.31％、硅0.19％、铬0.08％、钼0.17％、钒0.22％、铜0.12％、铝0.11％、镍0.05％、钛0.011％、锰0.2％、硼0.12％、铂0.16％、硫0.8％、磷0.16％、稀土0.03％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
一种高筒法兰环件合金的制备方法，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量在步骤1)中，先将废铁和合金在1700-1720℃形成铁水后，再放入稀土合金；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
实施例4：
一种高筒法兰环件合金，合金中各元素的重量百分比为：碳0.21％、硅0.18％、铬0.11％、钼0.13％、钒0.24％、铜0.11％、铝0.10％、镍0.06％、钛0.08％、锰0.21％、硼0.13％、铂0.13％、硫0.9％、磷0.14％、稀土0.04％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
一种高筒法兰环件合金的制备方法，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理，先进行迅速冷却至150-170℃，在进行保温2-3小时，再进行升温670-730℃，保温5-8小时；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
实施例5：
一种高筒法兰环件合金，合金中各元素的重量百分比为：碳0.28％、硅0.17％、铬0.10％、钼0.12％、钒0.23％、铜0.14％、铝0.12％、镍0.07％、钛0.13％、锰0.17％、硼0.14％、铂0.14％、硫0.11％、磷0.13％、稀土0.02％、其余为铁等不可规避的杂质元素。
一种高筒法兰环件合金的制备方法，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料，先进行迅速冷却至150-170℃，在进行保温2-3小时，再进行升温670-730℃，保温5-8小时；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种高筒法兰环件合金，其特征在于，合金中各元素的重量百分比为：碳0.13-0.31％、硅0.17-0.19％、铬0.07-0.11％、钼0.12-0.17％、钒0.21-0.24％、铜0.11-0.14％、铝0.09-0.12％、镍0.05-0.07％、钛0.07-0.13％、锰0.17-0.21％、硼0.11-0.14％、铂0.13-0.17％、硫0.07-0.11％、磷0.13-0.17％、稀土0.02-0.05％，其余为铁等不可规避的杂质元素。
2.如权利要求1所述的高筒法兰环件合金，其特征在于，合金中各元素的重量百分比为：碳0.21-0.28％、硅0.18-0.19％、铬0.08-0.10％、钼0.13-0.15％、钒0.22-0.24％、铜0.13-0.14％、铝0.09-0.11％、镍0.05-0.06％、钛0.09-0.11％、锰0.18-0.20％、硼0.12-0.14％、铂0.14-0.16％、硫0.09-0.10％、磷0.14-0.16％、稀土0.03-0.04％，其余为铁等不可规避的杂质元素。
3.如权利要求2所述的高筒法兰环件合金，其特征在于，合金中各元素的重量百分比为：碳0.26％、硅0.18％、铬0.09％、钼0.14％、钒0.23％、铜0.14％、铝0.10％、镍0.05％、钛0.09％、锰0.18％、硼0.14％、铂0.15％、硫0.10％、磷0.15％、稀土0.04％，其余为铁等不可规避的杂质元素。
4.一种如权利要求1-3其中任一项所述的高筒法兰环件合金的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：
1)煅炼：将原料废铁和合金用电炉进行煅炼至各元素的如权利要求1所述的百分比含量；
2)制坯：将步骤1)所得的原料制成坯料，冷却；
3)喷砂：将冷却后的坯料进行喷砂处理；
4)二次煅炼：将步骤3)处理的坯料再进行加热、煅造处理，并制成环状坯料；
5)热处理：将步骤4)的坯料先进行冷却，然后进行热处理；
6)精加工：将热处理后得坯料进行打磨成型、精加工制成高筒法兰环件。
5.如权利要求4所述的高筒法兰环件合金的制备方法，其特征在于，在步骤1)中先将废铁和合金在1700-1720℃形成铁水后，再放入稀土合金。
6.如权利要求4所述的高筒法兰环件合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤5)热处理重复3次。
7.如权利要求4所述的高筒法兰环件合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤5)热处理具体操作为：先进行迅速冷却至150-170℃，并保温2-3小时，再进行升温670-730℃，保温5-8小时。
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