一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.2-0.4、硅0.5-0.8、錳2.7-3.1、鉻3.1-3.4、硼0.5-0.7、鈦0.2-0.4、鎳0.02-0.04、銅0.12-0.25、鋁0.6-0.9、TaO.04-0.07,SsS0.05、PsS0.05、余量為鐵。本發(fā)明在中低碳鋼的基礎(chǔ)上添加銅、鋁、硼等元素，形成的合金鋼具有良好的綜合力學(xué)性能，硬度、強(qiáng)度、耐磨性較高，還具有優(yōu)異的耐電化學(xué)腐蝕性能。本發(fā)明合金鋼用于鍋爐給水泵輸送管，使用壽命增長(zhǎng)40%。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，鑄件中的氣孔度降低1-2度，夾雜氧化物也明顯降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 泵閥工作的環(huán)境多樣，惡劣，對(duì)材質(zhì)的要求很高，目前泵閥用的合金鋼有多種多 樣，技術(shù)有很大進(jìn)步，但是仍有很多問(wèn)題存在，如耐磨性、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高 低溫性能、脆性、韌性等，在很多場(chǎng)合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進(jìn)一步改進(jìn)，以提高生 產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會(huì)發(fā)展提供動(dòng)力，任務(wù)還 很艱巨。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料及其制備方法，該合金 材料具有可塑性好、耐電化學(xué)腐蝕、耐磨的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量 百分比為：碳 〇· 2-0. 4、硅 0· 5-0. 8、錳 2. 7-3. 1、鉻 3. 1-3. 4、硼 0· 5-0. 7、鈦 0· 2-0. 4、鎳 0· 02-0. 04、銅 0· 12-0. 25、鋁 0· 6-0. 9、TaO. 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量為鐵。
[0005] 所述的鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于： (1) 、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按I :1-2比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行 脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑 二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2) 、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?)硅、錳、硼；（2)鉻、鋁、鎳； (3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006] 所述的鑄后熱處理是：先由室溫以200-2KTC /小時(shí)速率升溫至640-650°C，保 溫50-60分鐘，再以130-140°C /小時(shí)速率降溫至510-520°C，再以200-2KTC /小時(shí)速 率升溫至910-920°C，保溫4-5小時(shí)；再以130-140°C /小時(shí)速率降溫至600-620°C，再以 170-190°C /小時(shí)速率升溫至720-730°C，再以130-140°C /小時(shí)速率降溫至520-530°C， 保溫50-70分鐘；再以120-130°C /小時(shí)速率降溫至320-330°C，保溫2-3小時(shí)；再以 130-140°C /小時(shí)速率升溫至440-450°C，再以130-140°C /小時(shí)速率降溫至200-2KTC，再 以130-140°C /小時(shí)速率升溫至540-550°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
[0007] 所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：工具鋼粉3-4、高嶺土 2-3、三氧化二鋁 卜2、氧化緩4_5、蒙脫石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸鈉2_3、二聚憐酸鈉1_2、剛玉粉 2-3、硫酸銅1-2、氟硅酸鉀2-3、硝酸鈉2-3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)， 然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量 2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在 900-950°C下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明在中低碳鋼的基礎(chǔ)上添加銅、鋁、硼等元素，形成的合金鋼具有良好的綜合力學(xué) 性能，硬度、強(qiáng)度、耐磨性較高，還具有優(yōu)異的耐電化學(xué)腐蝕性能；通過(guò)分次投放原料，合理 控制鑄后熱處理溫度，更提高了合金的綜合力學(xué)性能；使用部分廢鐵作為原料，并經(jīng)過(guò)二次 精煉，使品質(zhì)更穩(wěn)定均一。本發(fā)明合金鋼用于鍋爐給水泵輸送管，使用壽命增長(zhǎng)40%。本發(fā) 明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，不會(huì)在鑄件 表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級(jí)左右。

【具體實(shí)施方式】
[0009] -種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為： 碳 0· 2-0. 4、硅 0· 5-0. 8、錳 2. 7-3. 1、鉻 3. 1-3. 4、硼 0· 5-0. 7、鈦 0· 2-0. 4、鎳 0· 02-0. 04、銅 0· 12-0. 25、鋁 0· 6-0. 9、TaO. 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量為鐵。
[0010] 所述的鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料的生產(chǎn)方法如下： (1) 、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按I :1. 5比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行 脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑 二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2) 、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?)硅、錳、硼；（2)鉻、鋁、鎳； (3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為23分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011] 所述的鑄后熱處理是：先由室溫以205°c /小時(shí)速率升溫至645°C，保溫55分鐘， 再以135°C /小時(shí)速率降溫至515°C，再以205°C /小時(shí)速率升溫至915°C，保溫4. 5小時(shí)； 再以135°C /小時(shí)速率降溫至610°C，再以180°C /小時(shí)速率升溫至725°C，再以135°C /小 時(shí)速率降溫至525°C，保溫60分鐘；再以125°C /小時(shí)速率降溫至325°C，保溫2. 5小時(shí)；再 以135°C /小時(shí)速率升溫至445°C，再以135°C /小時(shí)速率降溫至205°C，再以135°C /小時(shí) 速率升溫至545°C，保溫2. 5小時(shí)，取出空冷即得。
[0012] 所述的精煉劑由下列重量份（公斤）的原料制成：工具鋼粉3. 5、高嶺土 2. 5、三氧 化二鋁1. 5、氧化鎂4. 5、蒙脫石1. 5、氟化鋯1. 5、明礬2. 5、海藻酸鈉2. 5、三聚磷酸鈉1. 5、 剛玉粉2. 5、硫酸銅1. 5、氟硅酸鉀2. 5、硝酸鈉2. 5 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融 狀態(tài)，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成150目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量 2. 5%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550U. 5%的納米碳粉，混合均勻后，在12Mpa下壓制成述，然后，在 920°C下煅燒3. 5小時(shí)，冷卻后，再粉碎成210目粉末，即得。
[0013] 本發(fā)明鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料的機(jī)械性能為：拉伸強(qiáng)度l〇17MPa，屈服強(qiáng) 度904MPa，延伸率161 %，斷面收縮率26. 3%，沖擊吸收功50. 8J，沖擊韌性61. Ij/cm2,硬度 27IHB。
【權(quán)利要求】
1. 一種鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì) 量百分比為：碳 〇· 2-0. 4、硅 0· 5-0. 8、錳 2. 7-3. 1、鉻 3. 1-3. 4、硼 0· 5-0. 7、鈦 0· 2-0. 4、鎳 0· 02-0. 04、銅 0· 12-0. 25、鋁 0· 6-0. 9、TaO. 04-0. 07、S 彡 0· 05、P 彡 0· 05、余量為鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于： (1) 、準(zhǔn)備生鐵與廢鐵按I :1-2比例作為鐵基質(zhì)來(lái)源，將生鐵加入投入爐中熔化，進(jìn)行 脫硫、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進(jìn)行合金化，再加入廢鐵熔化、加入精煉劑 二次精煉、檢測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等； (2) 、合金化過(guò)程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序?yàn)椋海?)硅、錳、硼；（2)鉻、鋁、鎳； (3)其它剩余成分；各批次投入元素的時(shí)間間隔為20-24分鐘，投料后攪拌均勻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于： 所述的鑄后熱處理是：先由室溫以200-21 (TC /小時(shí)速率升溫至640-650°C，保溫50-60 分鐘，再以130_140°C /小時(shí)速率降溫至510-520°C，再以200-2KTC /小時(shí)速率升溫至 910-920°C，保溫4-5小時(shí)；再以130-140°C /小時(shí)速率降溫至600-620°C，再以170-190°C / 小時(shí)速率升溫至720-730°C，再以130-140°C /小時(shí)速率降溫至520-530°C，保溫50-70分 鐘；再以120-130°C /小時(shí)速率降溫至320-330°C，保溫2-3小時(shí)；再以130-140°C /小時(shí)速 率升溫至440-450°〇，再以130-1401：/小時(shí)速率降溫至200-2101：，再以130-1401：/小時(shí) 速率升溫至540-550°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐給水泵輸送管合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：所 述的精煉劑由下列重量份的原料制成：工具鋼粉3-4、高嶺土 2-3、三氧化二鋁1-2、氧化鎂 4-5、蒙脫石1_2、氟化锫1_2、明研! 2_3、海澡酸鈉2_3、二聚憐酸鈉1_2、剛玉粉2_3、硫酸銅 1-2、氟硅酸鉀2-3、硝酸鈉2-3 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)，然后，澆注入 純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當(dāng)于粉末重量2-3%的硅烷偶 聯(lián)劑KH-550U-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下 煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號(hào)】C21D1/00GK104213049SQ201410380983
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】胡光榮 申請(qǐng)人:安徽榮達(dá)閥門(mén)有限公司