CN107385331A

CN107385331A - 一种高强度耐腐蚀法兰锻件及其生产工艺

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Publication number: CN107385331A
Application number: CN201710551197.1A
Authority: CN
Inventors: 蔡锟; 赵�卓
Original assignee: Anhui Is With Containing Ring Ltd Co
Current assignee: Anhui Is With Containing Ring Ltd Co
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2017-11-24

Abstract

本发明提供一种高强度耐腐蚀法兰锻件及其生产工艺，涉及铸造加工领域，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.75‑0.91％、Si 0.38‑0.56％、Mn 0.42‑0.65％、Cr 1.30‑1.52％、Ni 1.58‑1.75％、Mo 1.12‑1.37％、Cu 0.17‑0.28％、Re 0.021‑0.035％、Zr 0.011‑0.02％、Ti 0.031‑0.053％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe，本发明生产的法兰锻件具有机械强度高、耐腐蚀、耐高温的优点。

Description

一种高强度耐腐蚀法兰锻件及其生产工艺

技术领域

本发明涉及铸造加工领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀法兰锻件及其生产工艺。

背景技术

法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是轴与轴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。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。

在现代工业的连续生产中法兰受介质腐蚀、冲刷、温度、压力、震动等因素的影响，会不可避免的出现泄露问题。在介质的冲刷下会使渗漏迅速扩大，造成物料的损失，生产环境的破坏，导致企业停机停产，造成巨大的经济损失。如果是有毒有害、易燃易爆的介质泄漏，还有可能造成人员中毒、火灾爆炸等重大事故。

传统解决法兰渗漏的方法为更换密封元件和涂抹密封胶或者更换法兰及管道，但该方法具有很大的局限性，且有的渗漏受工作环境安全的要求限制，无法现场进行解决。最根本的方法还是要提高法兰的强度和耐腐蚀性，只有这样，才不会因为震动，压力或介质的腐蚀而造成泄漏，才能真正消除安全隐患，为企业节省更多的维修成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度耐腐蚀法兰锻件及其生产工艺，具有机械强度高、耐腐蚀、耐高温的优点。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.75-0.91％、Si 0.38-0.56％、Mn 0.42-0.65％、Cr 1.30-1.52％、Ni1.58-1.75％、Mo 1.12-1.37％、Cu 0.17-0.28％、Re 0.021-0.035％、Zr0.011-0.02％、Ti 0.031-0.053％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe。

优选地，所述高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C0.83％、Si 0.45％、Mn 0.56％、Cr 1.38％、Ni 1.60％、Mo1.19％、Cu 0.23％、Re 0.026％、Zr 0.017％、Ti 0.036％、P≤0.045％、S≤0.02％，余量为Fe。

其中，上述高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，包括以下步骤：

(1)将废钢加入到中频感应炉中进行熔炼，钢液熔清后加入活性石灰和其余原料继续熔炼，得到原铁水；

(2)在原铁水出炉前补加活性石灰和脱氧剂，进行沉淀脱氧，并向其中加入增碳剂，调整成分后进行扒渣处理，得到处理后铁水；

(3)将球化剂和孕育剂放入球化包包底凹槽内，将微量元素Nb随处理后的铁水浇注到球化包中进行孕育球化处理，将孕育球化后的铁液浇注到砂型中，随流加入孕育剂进行二次孕育处理，得到胚料；

(4)控制加热速度≤80℃/h，将胚料加热至1180-1200℃，在此温度保温3h，再经四火锻造后即可得到锻件；

(5)将锻件升温至580-670℃，保温3h后，升温至900-910℃，保温5h，再空冷至280-300℃，保温8h，再升温至660-680℃，保温15h后，空冷至200℃，出炉自然冷却至室温，即可得到成品。

优选地，所述步骤(2)中的脱氧剂为硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金中的任意一种。

优选地，所述步骤(3)中的球化剂为低镁低稀土球化剂。

优选地，所述步骤(3)中的孕育剂为硅锆孕育剂。

(三)有益效果

本发明提供了一种高强度耐腐蚀法兰锻件及其生产工艺，具有以下有益效果：

(1)本发明在熔炼过程中严格控制铁水中各元素含量，其中铬能增加锻件的淬透性并有二次硬化的作用，可提高锻件的硬度和耐磨性而不使锻件变脆，镍在锻件中强化铁素体并细化珠光体，总的效果是提高强度，钼在锻件中能提高淬透性和热强性，防止回火脆性，增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。钛是强铁氧体形成元素之一，强烈的提高了锻件的A1和A3温度。钛能提高锻件的塑性和韧性，硅能溶于铁素体和奥氏体中提高锻件的硬度和强度，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，它能消除或减弱由于硫引起的锻件的热脆性，从而改善锻件的热加工性能。铜在锻件中的突出作用是改善抗大气腐蚀性能，加入铜还能提高锻件的强度和屈服比，而对焊接性能没有不利的影响。本发明生产的法兰锻件具有机械强度高，耐腐蚀，耐高温的优点。

(2)熔炼过程中加热活性石灰，能够去除废钢中的硫、磷、硅、砷等杂质元素，另外铁液脱碳主要是间接氧化，氧气首先氧化铁液中间的铁，形成的氧化铁再氧化铁液中间的碳，而活性石灰中的CaO/SiO2对于渣中氧化铁向反应界面的迁移扩散有重要的影响，增加渣中的CaO，有利于铁液脱碳。而且炉渣中的酸性物质Fe2O3与SiO2易与炉衬材料中的碱性物质MgO反应，侵蚀炉衬。加入活性石灰后，这些酸性物质会优先与活性石灰反应。所以从保护炉衬出发，采用活性石灰作为渣料，能够有效的减缓炉衬被侵蚀的速度。

(3)控制锻造温度和后处理工艺，保证了锻件内部金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。

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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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：

一种高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.83％、Si0.45％、Mn 0.56％、Cr 1.38％、Ni 1.60％、Mo 1.19％、Cu0.23％、Re 0.026％、Zr0.017％、Ti 0.036％、P≤0.045％、S≤0.02％，余量为Fe。

(4)控制加热速度≤80℃/h，将胚料加热至1190℃，在此温度保温3h，再经四火锻造后即可得到锻件；

(5)将锻件升温至590℃，保温3h后，升温至905℃，保温5h，再空冷至285℃，保温8h，再升温至670℃，保温15h后，空冷至200℃，出炉自然冷却至室温，即可得到成品。

实施例2：

一种高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.75％、Si0.38％、Mn 0.42％、Cr 1.30％、Ni 1.58％、Mo 1.12％、Cu0.17％、Re 0.021％、Zr0.011％、Ti 0.031％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe。

(4)控制加热速度≤80℃/h，将胚料加热至1180℃，在此温度保温3h，再经四火锻造后即可得到锻件；

(5)将锻件升温至580℃，保温3h后，升温至900℃，保温5h，再空冷至280℃，保温8h，再升温至660℃，保温15h后，空冷至200℃，出炉自然冷却至室温，即可得到成品。

实施例3：

一种高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.91％、Si0.56％、Mn 0.65％、Cr 1.52％、Ni 1.75％、Mo 1.37％、Cu0.28％、Re 0.035％、Zr 0.02％、Ti 0.053％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe。

(4)控制加热速度≤80℃/h，将胚料加热至1200℃，在此温度保温3h，再经四火锻造后即可得到锻件；

(5)将锻件升温至670℃，保温3h后，升温至910℃，保温5h，再空冷至300℃，保温8h，再升温至680℃，保温15h后，空冷至200℃，出炉自然冷却至室温，即可得到成品。

实施例4：

一种高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.80％、Si0.42％、Mn 0.55％、Cr 1.35％、Ni 1.62％、Mo 1.24％、Cu0.23％、Re 0.024％、Zr0.019％、Ti 0.038％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe。

上述高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，与实施例1基本相同，区别在于，步骤(4)中加热至1195℃，步骤(5)中升温至650℃，保温3h后，升温至295℃，保温8h后，再升温至665℃。

实施例5：

一种高强度耐腐蚀法兰锻件，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.88％、Si0.52％、Mn 0.61％、Cr 1.50％、Ni 1.72％、Mo 1.18％、Cu0.23％、Re 0.028％、Zr0.014％、Ti 0.043％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe。

上述高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，与实施例1基本相同，区别在于，步骤(4)中加热至1180℃，步骤(5)中升温至630℃，保温3h后，升温至300℃，保温8h后，再升温至675℃。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

1.一种高强度耐腐蚀法兰锻件，其特征在于，由以下质量百分比的元素成分组成：C0.75-0.91％、Si 0.38-0.56％、Mn 0.42-0.65％、Cr 1.30-1.52％、Ni 1.58-1.75％、Mo1.12-1.37％、Cu 0.17-0.28％、Re 0.021-0.035％、Zr 0.011-0.02％、Ti 0.031-0.053％、P≤0.01％、S≤0.02％，余量为Fe。

2.如权利要求1所述的高强度耐腐蚀法兰锻件，其特征在于，由以下质量百分比的元素成分组成：C 0.83％、Si 0.45％、Mn 0.56％、Cr 1.38％、Ni 1.60％、Mo 1.19％、Cu0.23％、Re 0.026％、Zr 0.017％、Ti 0.036％、P≤0.045％、S≤0.02％，余量为Fe。

3.如权利要求1或2所述的高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的脱氧剂为硅锰合金、硅铁合金、锰铁合金中的任意一种。

5.如权利要求3所述的高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的球化剂为低镁低稀土球化剂。

6.如权利要求3所述的高强度耐腐蚀法兰锻件的生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的孕育剂为硅锆孕育剂。