CN112226685B - 一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法 - Google Patents

一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112226685B
CN112226685B CN202011051666.1A CN202011051666A CN112226685B CN 112226685 B CN112226685 B CN 112226685B CN 202011051666 A CN202011051666 A CN 202011051666A CN 112226685 B CN112226685 B CN 112226685B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
raw materials
nitrogen
smelting furnace
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011051666.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112226685A (zh
Inventor
庞兴志
赵艳君
庞明君
胡治流
湛永钟
杨剑冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN202011051666.1A priority Critical patent/CN112226685B/zh
Publication of CN112226685A publication Critical patent/CN112226685A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112226685B publication Critical patent/CN112226685B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/329—Phosphorus containing acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

本发明公开了一种防锈防腐低镍不锈钢材料，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬24‑26％、硼8‑10％、锰5.5‑6.8％、钼3.5‑3.8％、镍0.5‑1.5％、钒0.5‑0.6％、磷0.01‑0.03％、硅0.2‑0.8％、氮0.35‑0.4％、碳0.03‑0.05％、稀土硒0.02‑0.06％、稀土元素镧0.04‑0.06％、稳定剂0.1‑0.3％剩余为铁。本发明提供了一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法，该不锈钢质地均匀，抗腐蚀性能好，制备方法操作简单且能够增加大量的氮元素，并在不锈钢表面进行渗氮使其具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性，具有优异的防锈防腐性能。

Description

一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及不锈钢合金制备技术领域，特别涉及一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法。
背景技术
不锈钢按组织状态分为马氏体钢，铁素体钢，奥氏体钢，奥氏体-铁素体钢及沉淀硬化不锈钢。其中铁素体不锈钢具有耐腐蚀性，韧性和可焊接性；奥氏体钢具有耐腐蚀，同时具有良好的塑性，韧性，焊接和耐腐蚀性；奥氏体-铁素体兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并且具有超塑性，特别是对于具有奥氏体-铁素体，其中镍的价格昂贵，为了降低成本，应当降低镍的含量，增加锰和氮的含量，可以在保持不锈钢性能的同时，减少合金钢的成本。现有的制备低镍高强不锈钢合金的方法加入氮容易引入其他杂质或者添加不均匀，从而影响不锈钢合金的质量，且随着社会进步对工业上使用的不锈钢的防锈防腐性能要求日益增加，所以，寻找一种能够解决上述问题的制备方法非常重要。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法，该不锈钢质地均匀，抗腐蚀性能好，制备方法操作简单且能够增加大量的氮元素，在不锈钢表面进行渗氮使其具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性，且具有优异的防锈和防腐性能。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防锈防腐低镍不锈钢材料，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬24-26％、硼8-10％、锰5.5-6.8％、钼3.5-3.8％、镍0.5-1.5％、钒0.5-0.6％、磷0.01-0.03％、硅0.2-0.8％、氮0.35-0.4％、碳0.03-0.05％、稀土硒0.02-0.06％、稀土元素镧0.04-0.06％、稳定剂0.1-0.3％剩余为铁。
所述不锈钢合金的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态一段时间后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部气压增加到一定程度后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品；
(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1100-1400℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁；
(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造；
(6)浸液：将步骤(5)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品。
进一步地，在步骤(1)中，所述原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.3-0.8份、铝-钙-碳中间合金粉15-18份、乙醇26-30份和硬脂酸2-3份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨一段时间后干燥得到稳定剂。
进一步地，在步骤(2)中，所述氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为4-10小时，通入的氮气气压为0.5-1MPa。
进一步地，在步骤(3)中，所述冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至800-850℃后取出。
进一步地，所述冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液。
进一步地，在步骤(4)中，所述氨气的通入速率为0.5-1L/min，反应时间为1-5h。
进一步地，所述氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为450-500℃。
进一步地，在步骤(5)中，所述升温锻造的温度为800-1200℃。
进一步地，所述保护液由以下份数的原料组成：聚氧乙烯蓖麻油4-6份、丙三醇2-6份、苯甲酸钠0.5-1份、磷酸3-5份、松香胺1-2份、EDTA二钠0.5-1份、纳米碳酸钙0.1-0.2、羧甲基纤维素钠0.1-0.5份、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯0.01-0.1份、水250份，制备方法为将原料混合后搅拌均匀加热至70-80℃，搅拌反应3-5小时，即得。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明在制备不锈钢合金在熔融阶段利用生铁在高温熔融的状态下与氮气发生反应，使生铁在熔融过程中就与氮气反应增加不锈钢合金中的氮，同时在熔融之前先抽真空使原料在真空中熔融能够避免生铁被大量氧化，熔炼的原料中加入了稳定剂可以达到均匀稳定的除杂化渣效果，提高钢液的纯净度；氮气反应时通入氮气时的速率较慢便于增加氮气与熔融物的接触时间；浇注成型后冷却不直接冷却至常温既可以在下一步渗氮反应中减少能耗，还能够使不锈钢冷却成型，在渗氮反应中可以从冷却后的温度往上升温，节约时间和能耗；在纯氮环境下，尤其是在干燥、裂化氨气环境下，氧含量非常低，就可能发生渗氮作用。在相对低温的情况下，在金属表面可以形成氮化膜。在1832°F或1000℃以上高温情况下，氮的扩散性可以迅速渗透金属，在晶界生成内部氮化物，使其具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性，在不锈钢的表面浸上一层保护膜加强不锈钢的防锈功能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
一种防锈防腐低镍不锈钢材料，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬24％、硼8％、锰5.5％、钼3.5％、镍0.5％、钒0.5％、磷0.01％、硅0.2％、氮0.35％、碳0.03％、稀土硒0.02％、稀土元素镧0.04％、稳定剂0.1％剩余为铁。
实施例2
一种防锈防腐低镍不锈钢材料，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬26％、硼10％、锰6.8％、钼3.8％、镍1.5％、钒0.6％、磷0.03％、硅0.8％、氮0.4％、碳0.05％、稀土硒0.06％、稀土元素镧0.06％、稳定剂0.3％剩余为铁。
实施例3
一种防锈防腐低镍不锈钢材料，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬25％、硼9％、锰6％、钼3.7％、镍1％、钒0.5％、磷0.02％、硅0.6％、氮0.38％、碳0.04％、稀土硒0.04％、稀土元素镧0.05％、稳定剂0.2％剩余为铁。
实施例4
如实施例3中的不锈钢材料的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融，原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，但不局限于这几种材料，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.3份、铝-钙-碳中间合金粉15份、乙醇26份和硬脂酸2份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨1小时后70℃干燥得到稳定剂；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态2小时后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部气压增加到50个大气压后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气，氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为4小时，通入的氮气气压为0.5MPa；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品，冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至800℃后取出；冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液；
(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1100℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁，氨气的通入速率为0.5L/min，反应时间为1h；氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为450℃；
(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造，升温锻造的温度为800℃；
(6)浸液：将步骤(5)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品；保护液由以下份数的原料组成：聚氧乙烯蓖麻油4份、丙三醇2份、苯甲酸钠0.5份、磷酸3份、松香胺1份、EDTA二钠0.5份、纳米碳酸钙0.1、羧甲基纤维素钠0.1份、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯0.01份、水250份，制备方法为将原料混合后搅拌均匀加热至70℃，搅拌反应3小时，即得。
实施例5
如实施例3中的不锈钢材料的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融，原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，但不局限于这几种材料，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.8份、铝-钙-碳中间合金粉18份、乙醇30份和硬脂酸3份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨2小时后85℃干燥得到稳定剂；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态5小时后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部气压增加到80个大气压后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气，氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为10小时，通入的氮气气压为1MPa；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品，冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至850℃后取出；冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液；
(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1400℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁，氨气的通入速率为1L/min，反应时间为5h；氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为500℃；
(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造，升温锻造的温度为1200℃；
(6)浸液：将步骤(5)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品；保护液由以下份数的原料组成：聚氧乙烯蓖麻油6份、丙三醇6份、苯甲酸钠1份、磷酸5份、松香胺2份、EDTA二钠1份、纳米碳酸钙0.2、羧甲基纤维素钠0.5份、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯0.1份、水250份，制备方法为将原料混合后搅拌均匀加热至80℃，搅拌反应5小时，即得。
实施例6
如实施例3中的不锈钢材料的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融，原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，但不局限于这几种材料，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.6份、铝-钙-碳中间合金粉16份、乙醇28份和硬脂酸2份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨2小时后80℃干燥得到稳定剂；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态4小时后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部气压增加到60个大气压后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气，氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为6小时，通入的氮气气压为0.6MPa；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品，冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至820℃后取出；冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液；
(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1200℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁，氨气的通入速率为0.8L/min，反应时间为3h；氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为480℃；
(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造，升温锻造的温度为1000℃；
(6)浸液：将步骤(5)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品；保护液由以下份数的原料组成：聚氧乙烯蓖麻油5份、丙三醇4份、苯甲酸钠0.6份、磷酸4份、松香胺1份、EDTA二钠0.5-1份、纳米碳酸钙0.1、羧甲基纤维素钠0.4份、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯0.05份、水250份，制备方法为将原料混合后搅拌均匀加热至75℃，搅拌反应4小时，即得。
对比例1
如实施例3中的不锈钢材料的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后开始升温熔融，原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，但不局限于这几种材料，原料不含稳定剂；
(2)浇注成型：将步骤(1)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品，冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至830℃后取出；冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液；
(3)渗氮反应：将步骤(2)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1200℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁，氨气的通入速率为0.8L/min，反应时间为4h；氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为480℃；
(4)锻造：步骤(3)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造，升温锻造的温度为1000℃；
(5)浸液：将步骤(4)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品；保护液由以下份数的原料组成：聚氧乙烯蓖麻油5份、丙三醇4份、苯甲酸钠0.6份、磷酸4份、松香胺1份、EDTA二钠0.5-1份、纳米碳酸钙0.1、羧甲基纤维素钠0.4份、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯0.05份、水250份，制备方法为将原料混合后搅拌均匀加热至75℃，搅拌反应4小时，即得。
对比例2
如实施例3中的不锈钢材料的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融，原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，但不局限于这几种材料，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.6份、铝-钙-碳中间合金粉16份、乙醇28份和硬脂酸2份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨1小时后80℃干燥得到稳定剂；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态4小时后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部气压增加到60个大气压后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气，氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为6小时，通入的氮气气压为0.8MPa；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品，冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至830℃后取出；冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液；
(4)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造，升温锻造的温度为1000℃；
(5)浸液：将步骤(5)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品；保护液为市面上上海亿林有限公司供应的防锈液。
对比例3
如实施例3中的不锈钢材料的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融，原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，但不局限于这几种材料，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.4份、铝-钙-碳中间合金粉16份、乙醇28份和硬脂酸3份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨1小时后80℃干燥得到稳定剂；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态4小时后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部气压增加到60个大气压后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气，氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为6小时，通入的氮气气压为0.8MPa；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品，冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至830℃后取出；冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液；
(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1250℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁，氨气的通入速率为0.6L/min，反应时间为3h；氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为480℃；
(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造得到成品，升温锻造的温度为1000℃。
其中实施例1-实施例6是完全按照本发明实施的，对比例1中删除了抽真空、加入稳定剂和氮气反应的步骤，对比例2中删除了渗氮反应的步骤并修改了使用的保护液；对比例3中删除了浸液的步骤。
对实施例4-6中制备的不锈钢和对比例1-3中制备的不锈钢进行性能测试，其中耐高温性能、抗拉强度、腐蚀率、盐雾试验的具体实验测试的数据如表1所示。
表1各实施例的实验数据对比
Figure GDA0003157253500000091
Figure GDA0003157253500000101
综合以上实施例，完全按照本申请的方法制备的不锈钢的耐高温性能、抗拉强度、耐腐蚀性能以及耐烟雾性能更好，尤其是耐高温性能和耐腐蚀性，完全按照本申请的方法制备的不锈钢远优于对比例，本申请的方法制备的不锈钢性能优异，且制备方法中节约能耗，可推广应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于，该不锈钢合金的组成成分按重量百分比如下：铬24-26％、硼8-10％、锰5.5-6.8％、钼3.5-3.8％、镍0.5-1.5％、钒0.5-0.6％、磷0.01-0.03％、硅0.2-0.8％、氮0.35-0.4％、碳0.03-0.05％、稀土硒0.02-0.06％、稀土元素镧0.04-0.06％、稳定剂0.1-0.3％剩余为铁。
2.根据权利要求1所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于，所述不锈钢合金的制备方法如下：
(1)真空熔融：将各个原料置于熔炼炉中，密封后将熔炼炉中的空气抽出成真空状态，开始升温熔融；
(2)氮气反应：当所有原料呈熔融状态一段时间后，从熔炼炉的底部缓慢通入氮气并保持搅拌，一开始继续密封熔炼炉，待内部氮气气压为0.5-1MPa后打开熔炼炉的放气口缓慢泄压，保持熔炼炉内为氮气气氛且呈一定的恒压状态，反应完成后停止通入氮气；
(3)浇注成型：将步骤(2)中得到的熔融物浇注到模具中冷却成型得到不锈钢合金半成品；
(4)渗氮反应：将步骤(3)中的不锈钢合金半成品置于新的熔炼炉中，密封并抽真空后，升温至1100-1400℃一段时间后，通入氨气并关闭出气口，增加熔炼炉内压力，使氨气在高温高压下与不锈钢合金半成品的表面发生反应生成氮化铁；
(5)锻造：步骤(4)中反应后的不锈钢合金进行升温锻造；
(6)浸液：将步骤(5)中制得的不锈钢合金进入保护液中后加热烘烤形成一层保护膜后得到不锈钢合金成品。
3.根据权利要求2所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：在步骤(1)中，所述原料中含有生铁、铬、镍、锰、钼合金，原料中的稳定剂由以下重量份数的原料组成：石墨烯0.3-0.8份、铝-钙-碳中间合金粉15-18份、乙醇26-30份和硬脂酸2-3份，其制备方法为将石墨烯和铝-钙-碳中间合金粉置于球磨机中研磨粉碎后混合其他原料搅拌均，继续研磨一段时间后干燥得到稳定剂。
4.根据权利要求3所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：在步骤(2)中，所述氮气通入的速率为0.5L/min，反应时间为4-10小时。
5.根据权利要求4所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：在步骤(3)中，所述冷却是采用风冷的方式进行，将熔融物浇注后置于冷风循环箱中冷却至800-850℃后取出。
6.根据权利要求5所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：所述冷风循环箱中出风口处设有喷雾口，该喷雾口可喷出不锈钢冷却液喷雾加速冷却，该不锈钢冷却液为乳化液。
7.根据权利要求6所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：在步骤(4)中，所述氨气的通入速率为0.5-1L/min，反应时间为1-5h。
8.根据权利要求7所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：所述氨气通入前预先通过加热管道进行加热，该加热管道的温度为450-500℃。
9.根据权利要求8所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：在步骤(5)中，所述升温锻造的温度为800-1200℃。
10.根据权利要求9所述的一种防锈防腐低镍不锈钢材料，其特征在于：所述保护液由以下份数的原料组成：聚氧乙烯蓖麻油4-6份、丙三醇2-6份、苯甲酸钠0.5-1份、磷酸3-5份、松香胺1-2份、EDTA二钠0.5-1份、纳米碳酸钙0.1-0.2、羧甲基纤维素钠0.1-0.5份、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯0.01-0.1份、水250份，制备方法为将原料混合后搅拌均匀加热至70-80℃，搅拌反应3-5小时，即得。
CN202011051666.1A 2020-09-29 2020-09-29 一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法 Active CN112226685B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011051666.1A CN112226685B (zh) 2020-09-29 2020-09-29 一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011051666.1A CN112226685B (zh) 2020-09-29 2020-09-29 一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112226685A CN112226685A (zh) 2021-01-15
CN112226685B true CN112226685B (zh) 2021-10-26

Family

ID=74119602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011051666.1A Active CN112226685B (zh) 2020-09-29 2020-09-29 一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112226685B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115233110A (zh) * 2022-08-09 2022-10-25 山东四通石油技术开发有限公司 一种防腐耐磨抗冲击合金及其制备方法
CN117165863B (zh) * 2023-11-03 2024-01-30 江苏星源电站冶金设备制造有限公司 一种耐磨炉排片及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5709602B2 (ja) * 2011-03-25 2015-04-30 日新製鋼株式会社 絶縁性の良好なステンレス鋼材およびその製造法
EP3202940A4 (en) * 2014-10-01 2018-05-09 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Ferritic stainless steel material, separator for solid polymer fuel cells which uses same, and solid polymer fuel cell
CN105420627A (zh) * 2015-11-25 2016-03-23 铜陵市经纬流体科技有限公司 一种高强度耐磨损的高硼不锈钢泵阀铸件及其制备方法
CN106011371B (zh) * 2016-06-24 2018-06-22 东北大学 一种加压感应和加压电渣重熔双联冶炼高氮钢的方法
CN109852885B (zh) * 2019-03-08 2020-08-21 河南科技大学 一种双相不锈钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112226685A (zh) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112226685B (zh) 一种防锈防腐低镍不锈钢材料及其制备方法
CN104294155A (zh) 一种超低碳取向硅钢及其制备方法
CN103147021A (zh) 一种马氏体不锈钢锻件及其锻轧热处理一体化生产工艺
CN109371332A (zh) 一种16MnCrS5齿轮钢及其生产方法
CN114231840A (zh) 一种高淬透性中碳冷镦钢用盘条及其生产工艺
WO2023071776A1 (zh) 一种管道运输专用高耐磨钢带ngnm01的制备方法
CN103966498A (zh) 一种高铬白口抗磨铸铁耐磨材料及其制造方法
CN101638750A (zh) 一种刀具用马氏体不锈钢及其制造方法
CN114635094A (zh) 一种阀体用马氏体不锈钢及其制备方法
CN112831715A (zh) 一种含稀土超高纯净度的超高锰钢冶炼方法
CN112226689B (zh) 一种低镍高强不锈钢合金及其制备方法
CN102618804B (zh) 一种奥氏体耐热钢及其制造方法
CN104894455A (zh) 氮化锰钒铁及其生产方法
CN114737111A (zh) 一种5Ni用钢及其生产方法
CN110396645A (zh) 一种高强度高耐蚀高氮梯度分布Cr-Mn-Mo-N系合金钢板材制备方法
CN114737113A (zh) 一种3．5Ni用钢及其生产方法
CN115478136A (zh) 一种用于冷作模具厚扁钢的制造方法
CN108251754A (zh) 高强度高韧性抗h2s/co2腐蚀油管及其制备方法
CN110468329B (zh) ZG-SY09MnCrNiMo RE钢及铸件制备方法
CN113913705A (zh) 一种混凝土泵车用耐磨钢管及其制备方法
CN110438392B (zh) 一种大幅提高铸铁性能的含氮复合孕育剂
CN103834868B (zh) 高强度高韧性抗h2s/co2腐蚀油管的制备方法
CN112322953A (zh) 一种氮化钒铁合金及其制备方法
CN111254367A (zh) 一种奥氏体不锈钢材
CN104593632B (zh) 一种氮化铌铁合金的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant