專利名稱：：新型耐腐蝕抗磨損金屬材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種金屬材料，尤其是一種含碳量高的新型耐腐蝕抗磨損金屬材料。
背景技術(shù)：
：目前在腐蝕和磨損工況，特別是電力、化工等行業(yè)的濕態(tài)腐蝕磨損工況(主要是火電廠脫硫系統(tǒng)中用泵過(guò)流部件，如循環(huán)脫硫泵中，火電廠脫硫系統(tǒng)介質(zhì)特點(diǎn)為含有大量的Cl—、S042—、30/-等腐蝕性離子，同時(shí)還存在石灰石等固體顆粒)中所用的材料多數(shù)為雙相不銹鋼，但是雙相不銹鋼由于硬度低抗磨損性能不高，同時(shí)，雙相鋼的成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、在濕態(tài)腐蝕性介質(zhì)中抗磨損性能好的新型耐腐蝕抗磨損金屬材料。本發(fā)明重量百分比化學(xué)成分如下CO.3-1.2%、Cr20-30%、Si1-2.5%、Mn0.5-1.5%、Ni3-8%、Mo1-4%、Cu1-4%，P<0.035%、S<0.04%，其余為Fe。本發(fā)明的優(yōu)化方案是，本金屬材料中所含合金元素重量百分比為C0.5-1.1%、Cr22-29%、Si1.1-2.1%、Mn0.5-1.1%、Ni3.2-6%、Mo1.5-3%、Cu2,0—3.5%，P<0.035%、S<0.04%,其余為Fe。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案是，本金屬材料中所含合金元素重量百分比為C0.8%、Cr27%、Si1.7%、Mn0.8%、Ni5.5%、Mo2.1%、Cu2.4%,P<0.035%、S<0.04%,其余為Fe。本發(fā)明中還可含有重量百分比的Re0.01-0.1%、N0-0.2%;最好為Re0.05%、N0.1%。本發(fā)明有效化學(xué)成分設(shè)計(jì)依據(jù)及限定含量范圍的理由如下較高的含C量，主要考慮了要形成一定數(shù)量的高抗磨碳化物(高的含碳量，可以保證形成大量的合金碳化物)；而高的含Cr量，主要是為了獲得碳化物和鐵素體中有大量的Cr固溶。金屬中C元素主要用來(lái)和一部分Cr形成Cr的碳化物(Fe,Cr)23"和(Fe,Cr)7C3等，并且Cr的碳化物很穩(wěn)定。金屬中高的含Cr量，為抗磨耐腐二者兼顧提供了基礎(chǔ)條件。除一部分Cr用于和絕大部分C形成高抗磨的碳化物以外，另一部分Cr(剩余Cr要大于12-13%)全部固溶于鐵素體中，強(qiáng)烈提高了鐵素體的電極電位，使其接近于碳化物的電極電位，減少兩者間的電極電位差，為免遭電化學(xué)腐蝕提供可靠的條件。Ni在不銹鋼中與Cr配合使用，固溶于奧氏體組織中，提高了奧氏體的電極電位。既耐氧化性介質(zhì)腐蝕又對(duì)不太強(qiáng)的還原性介質(zhì)具有一定的耐蝕性，使鋼具有更好的耐腐性能。Mo對(duì)于存在氯離子的介質(zhì)具有選擇性耐蝕作用，可提高金屬材料耐腐蝕的鈍化作用，進(jìn)一步阻止微電池中金屬的溶解反應(yīng)，還可以提高新型耐腐蝕抗磨損金屬材料的抗晶間腐蝕能力。Cu能提高金屬材料在還原性介質(zhì)中的耐腐蝕性能。Si是鐵素體形成元素，能提高材料的抗氧化性和在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性。Mn容易與S形成MnS顯微夾雜，導(dǎo)致了耐氯化物點(diǎn)腐蝕性能的下降。所以在材料設(shè)計(jì)中Mn元素是限制性元素。同時(shí)Mn具有一定的脫氧作用，因此，Mn是作為脫氧劑來(lái)加入的。S、P在材料中屬于有害元素，越少越好。但在原材料中又不可避免的帶入鐵水中，所以從材料性能與成本方面考慮，只是限制S、P元素的含量。稀土元素的作用是細(xì)化晶粒，顯著減少夾雜物，提高冶金質(zhì)量，從而提高材料的耐腐蝕抗磨損性能。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明的耐腐蝕抗磨損金屬材4料由于適當(dāng)提高了含碳量及加入適量的合金元素，使得材料組織中含有一定數(shù)量的合金碳化物，大大提高了本材料的抗磨損性能，雖然靜態(tài)耐腐蝕性能稍有下降，但綜合耐腐蝕抗磨損性能大大提高。此外，本發(fā)明材料可在中頻爐中熔煉且不用使用精料，生產(chǎn)成本比CD4M-Cu材料降低很多。具體實(shí)施例方式本新型耐腐蝕抗磨損金屬材料采用中頻爐熔煉，工藝步驟為(l)將檢測(cè)含量的廢鋼、生鐵及各種鐵合金按產(chǎn)品成分含量配比后，按順序加料加熱熔煉；(2)溫度升至152(TC-158(TC,出爐；(3)樹脂砂造型，澆注溫度1400°C-1450°C;(4)鑄件冷卻后，清除冒口、飛邊、披縫等；(5)鑄件在熱處理爐中退火處理后進(jìn)行機(jī)加工；(6)鑄件在熱處理爐內(nèi)按一定速度升溫到IOO(TC進(jìn)行空冷處理。得到的本新型耐腐蝕抗磨損金屬材料金相組織為A+F+合金碳化物，硬度范圍為HRC25-32。實(shí)施例1-6的化學(xué)成分和硬度結(jié)果見表1。表1化學(xué)成分和硬度值<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>腐蝕磨損實(shí)驗(yàn)本新型耐腐蝕抗磨^質(zhì)金屬材申-實(shí)施例1-6與火電廠脫好。泵常用材料CD4M-Cu在本單位自制的腐蝕磨損試驗(yàn)機(jī)上做漿料(取自北京某熱電廣)腐蝕磨損實(shí)驗(yàn)，及在恒溫浴爐中做靜態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)，得到的性能比較見表2:表2靜態(tài)腐蝕及動(dòng)態(tài)磨蝕性能對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由此可見，本新型耐腐蝕抗磨損金屬材料在火電廠脫石克系統(tǒng)介質(zhì)條件下的耐腐蝕抗磨損性能優(yōu)于CD4M-Cu材料。本新型耐腐蝕抗磨損金屬材料由于適當(dāng)提高了含碳量及加入適量的合金元素，使得材料組織中含有一定數(shù)量的合金碳化物，大大^^是高了本材料的抗磨損性能，雖然靜態(tài)耐腐蝕性能稍有下降，但綜合耐腐蝕抗磨損性能大大提高。此外，本發(fā)明材料可在中頻爐中熔煉且不用使用精料，生產(chǎn)成本比CD4M-Cu材料降低很多。權(quán)利要求1、一種新型耐腐蝕抗磨損金屬材料，其特征在于其主要組成的重量百分比如下C0.3-1.2％、Cr20-30％、Si1-2.5％、Mn0.5-1.5％、Ni3-8％、Mo1-4％、Cu1-4％，P≤0.035％、S≤0.04％，其余為Fe。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型耐腐蝕抗磨損金屬材料，其特征在于其主要組成的重量百分比限制為C0.5-1.1%、Cr22-29%、Si1.1-2.1%、Mn0.5-1.1%、Ni3.2-6%、Mo1.5-3%、Cu2.0-3.5%，P《0.035%、S《0.04%,其余為Fe。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型耐腐蝕抗磨損金屬材料，其特征在于其主要組成的重量百分比為C0.8%、Cr27%、Si1.7%、Mn0.8%、Ni5.5%、Mo2.1%、Cu2,4%,P<0.035%、S<0.04%，其余為Fe。4、根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的新型耐腐蝕抗磨損金屬材料，其特征在于其重量百分比的組成還含有Re0.01-0.1%、N0-0.2%。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型耐腐蝕抗磨損金屬材料，其特征在于其重量百分比的組成含有Re0.05%、N0.1%。全文摘要本發(fā)明公開了一種新型耐腐蝕抗磨損金屬材料，其組成的重量百分比為C0.3-1.2％、Cr20-30％、Si1-2.5％、Mn0.5-1.5％、Ni3-8％、Mo1-4％、Cu1-4％，P≤0.035％、S≤0.04％，其余為Fe。本新型耐腐蝕抗磨損金屬材料是由于適當(dāng)提高了含碳量及加入適量的合金元素，使得材料組織中含有一定數(shù)量的合金碳化物，大大提高了本材料的抗磨損性能，雖然靜態(tài)耐腐蝕性能稍有下降，但綜合耐腐蝕抗磨損性能大大提高。此外，本新型耐腐蝕抗磨損金屬材料可在中頻爐中熔煉且不用使用精料，生產(chǎn)成本比CD4M-Cu材料降低很多。文檔編號(hào)C22C38/44GK101463451SQ200910073649公開日2009年6月24日申請(qǐng)日期2009年1月15日優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日發(fā)明者李春海,輝杜,高紀(jì)平申請(qǐng)人:石家莊工業(yè)泵廠