腐蝕磨損造成的材料損失速率僅為1. 79 X l〇-3mmVm。相比31化不誘鋼，實施例1制得的 抗鋒液腐蝕磨損整體材料的耐腐蝕磨損性能提高約為15. 23倍。
[0037] 實施例2
[003引首先，確定抗鋒液腐蝕磨損整體材料的化學成分為（質(zhì)量百分比）為；0. 20wt. % C, 3. 50wt. % B, 0. 60wt. % Cr，0. 60wt. % Si, S《0. 035wt %、P《0. 035wt %，余量為化。 配料總重量為lOKg。計算并稱重上述材料烙煉所用的原材料；棚鐵、低碳銘鐵、廢鋼、純鐵 進行配料。
[0039] 接著，將廢鋼在lOKg的中頻感應電爐中加熱至1500°C烙化，依次加入低碳銘鐵、 純鐵，烙化成鋼水，采用鋼水質(zhì)量0. 15 %的侶絲進行脫氧并在鋼水液面除渣。待鋼水溫度達 到1560°C時，把鋼水倒入預先準備的誘包中，將預先烘干的棚鐵放入中頻感應電爐，再將先 前倒入誘包的鋼水回入感應電爐，升溫至棚鐵完全烙化，得到鋼液，再加入鋼液質(zhì)量0. 15% 的侶絲進行脫氧，而后將鋼液在1550°C出爐，待鋼液冷卻至1420°C時將其誘入預先準備的 砂型中，誘注完7小時后開箱空冷鑄件，取出試樣，打掉冒口，清理殘根、飛邊、毛刺，按照規(guī) 定的尺寸及形狀從鑄態(tài)試樣上取樣，進行粗加工和精加工，得到抗鋒液腐蝕磨損整體材料。
[0040] 由于實際連續(xù)熱鍛鋒生產(chǎn)設備中，棍類部件材料通常選用316不誘鋼。因此在 磨損性能試驗測試中，參比材料選用31化不誘鋼。31化不誘鋼試樣在460°C鋒液中，加 載載荷30N，腐蝕磨損機轉(zhuǎn)速60rpm/min，腐蝕磨損化，腐蝕磨損速率為21. 87X l〇-3mmV m。而實施例2制備的抗鋒液腐蝕磨損整體材料在相同參數(shù)條件下，腐蝕磨損速率僅為 0. 83 X l〇-3mmVm。相比31化不誘鋼，實施例2制備的抗鋒液腐蝕磨損整體材料的耐腐蝕磨 損性能提高26. 35倍。
[0041] 實施例3
[0042] 首先，確定抗鋒液腐蝕磨損整體材料的化學成分為（質(zhì)量百分比）為；0. 20wt. % C，3. 50wt. %B，0. 60wt. %Cr，0. 60wt. % Si, S《 0. 035wt%、P《 0. 035wt%，余量為化。 配料總重量為lOKg。計算并稱重上述材料烙煉所用的原材料；棚鐵、低碳銘鐵、廢鋼、純鐵 進行配料。
[00創(chuàng)接著，將廢鋼在lOKg的中頻感應電爐中加熱至1500°C烙化，依次加入低碳銘鐵、 純鐵，烙化成鋼水，采用鋼水質(zhì)量0. 12 %的侶絲進行脫氧并在鋼水液面除渣。待鋼水溫度達 到1570°C時，把鋼水倒入預先準備的誘包中，將預先烘干的棚鐵放入中頻感應電爐，再將先 前倒入誘包的鋼水回入感應電爐，升溫至棚鐵完全烙化，得到鋼液，再加入鋼液質(zhì)量0. 18% 的侶絲進行脫氧，而后將鋼液在1580°C出爐，待鋼液冷卻至1440°C時將其誘入預先準備的 砂型中，誘注完6小時后開箱空冷鑄件，取出試樣，打掉冒口，清理殘根、飛邊、毛刺，按照規(guī) 定的尺寸及形狀從鑄態(tài)試樣上取樣，進行粗加工和精加工，得到抗鋒液腐蝕磨損整體材料。
[0044] 由于實際連續(xù)熱鍛鋒生產(chǎn)設備中，棍類部件材料通常選用316不誘鋼。因此在磨 損性能試驗中，用31化不誘鋼作為參比材料。31化不誘鋼試樣的在460°C鋒液中，加載載 荷30N，腐蝕磨損機轉(zhuǎn)速1(K)巧m/min，腐蝕磨損化后，因腐蝕磨損引起的材料損失速率為 26. 58X I(r3mm3/m。實施例3制備的抗鋒液腐蝕磨損整體材料在相同參數(shù)條件下，因腐蝕磨 損引起的材料損失速率僅為1. 73 X l〇-3mmVm。相比31化不誘鋼，實施例3制備的抗鋒液腐 蝕磨損整體材料的耐腐蝕磨損性能提高15. 36倍。
[0045] 實施例4
[0046] 首先，確定抗鋒液腐蝕磨損整體材料的化學成分為（質(zhì)量百分比）為；0. 25wt. % C, 3wt. % B, 0. 80wt. % Cr，0. 80wt. % Si，S = Owt %、P = Owt %，余量為化。配料總重量為 lOKg。計算并稱重上述材料烙煉所用的原材料；棚鐵、低碳銘鐵、廢鋼、純鐵進行配料。
[0047] 接著，將廢鋼在lOKg的中頻感應電爐中加熱至1500°C烙化，依次加入低碳銘鐵、 純鐵，烙化成鋼水，采用鋼水質(zhì)量0. 2%的侶絲進行脫氧并在鋼水液面除渣。待鋼水溫度達 到1550°C時，把鋼水倒入預先準備的誘包中，將預先烘干的棚鐵放入中頻感應電爐，再將先 前倒入誘包的鋼水回入感應電爐，升溫至棚鐵完全烙化，得到鋼液，再加入鋼液質(zhì)量0. 1 % 的侶絲進行脫氧，而后將鋼液在1570°C出爐，待鋼液冷卻至1430°C時將其誘入預先準備的 砂型中，誘注完5小時后開箱空冷鑄件，取出試樣，打掉冒口，清理殘根、飛邊、毛刺，按照規(guī) 定的尺寸及形狀從鑄態(tài)試樣上取樣，進行粗加工和精加工，得到抗鋒液腐蝕磨損整體材料。
[0048] 實施例5
[0049] 首先，確定抗鋒液腐蝕磨損整體材料的化學成分為（質(zhì)量百分比）為；0. 22wt. % C, 3. 20wt. % B，0. 70wt. % Cr，0. 70wt. % Si, S《0. 02wt%、P《0. 02wt%，余量為化。配 料總重量為lOKg。計算并稱重上述材料烙煉所用的原材料；棚鐵、低碳銘鐵、廢鋼、純鐵進 行配料。
[0050] 接著，將廢鋼在lOKg的中頻感應電爐中加熱至1500°C烙化，依次加入低碳銘鐵、 純鐵，烙化成鋼水，采用鋼水質(zhì)量0. 1 %的侶絲進行脫氧并在鋼水液面除渣。待鋼水溫度達 到158(TC時，把鋼水倒入預先準備的誘包中，將預先烘干的棚鐵放入中頻感應電爐，再將先 前倒入誘包的鋼水回入感應電爐，升溫至棚鐵完全烙化，得到鋼液，再加入鋼液質(zhì)量0. 2% 的侶絲進行脫氧，而后將鋼液在1590°C出爐，待鋼液冷卻至1450°C時將其誘入預先準備的 砂型中，誘注完10小時后開箱空冷鑄件，取出試樣，打掉冒口，清理殘根、飛邊、毛刺，按照 規(guī)定的尺寸及形狀從鑄態(tài)試樣上取樣，進行粗加工和精加工，得到抗鋒液腐蝕磨損整體材 料。
[0化1] 實施例6
[0052] 首先，確定抗鋒液腐蝕磨損整體材料的化學成分為（質(zhì)量百分比）為；0. 23wt. % C, 3. 30wt. % B, 0. 75wt. % Cr，0. 65wt. % Si, S《0.0 lwt%、P《0.0 lwt%，余量為 Fe。配 料總重量為lOKg。計算并稱重上述材料烙煉所用的原材料；棚鐵、低碳銘鐵、廢鋼、純鐵進 行配料。
[005引接著，將廢鋼在lOKg的中頻感應電爐中加熱至1500°C烙化，依次加入低碳銘鐵、 純鐵，烙化成鋼水，采用鋼水質(zhì)量0. 18 %的侶絲進行脫氧并在鋼水液面除渣。待鋼水溫度達 到1590°C時，把鋼水倒入預先準備的誘包中，將預先烘干的棚鐵放入中頻感應電爐，再將先 前倒入誘包的鋼水回入感應電爐，升溫至棚鐵完全烙化，得到鋼液，再加入鋼液質(zhì)量0. 12% 的侶絲進行脫氧，而后將鋼液在1560°C出爐，待鋼液冷卻至1450°C時將其誘入預先準備的 砂型中，誘注完9小時后開箱空冷鑄件，取出試樣，打掉冒口，清理殘根、飛邊、毛刺，按照規(guī) 定的尺寸及形狀從鑄態(tài)試樣上取樣，進行粗加工和精加工，得到抗鋒液腐蝕磨損整體材料。
【主權(quán)項】
1. 一種抗鋅液腐蝕磨損整體材料，其特征在于：該材料具有由網(wǎng)狀Fe 2B抗蝕相與鐵素 體基體組成的雙相組織，其中鐵素體基體分布在網(wǎng)狀Fe2B抗蝕相的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中；以質(zhì)量百 分比計，該材料的成分為： C 0.20~0.25 %; B 3.00 ~3.50%; Cr 0.60~0.80 %; Si 0.60-0.80 %； S 0-0.035 %； P 0-0.035%； Fe 余量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料，其特征在于：該材料中網(wǎng)狀Fe 2B 抗蝕相的體積百分數(shù)為42~48 %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料，其特征在于：所述的網(wǎng)狀Fe 2B抗 蝕相的顯微硬度為1500~1700Hv。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料，其特征在于：該材料的硬度為 45~55HRC，耐鋅液腐蝕磨損性能為316L不銹鋼的15~26倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料，其特征在于：該材料在460 °C的鋅 液中，加載載荷30~50N，以60~lOOrpm/min的轉(zhuǎn)速腐蝕磨損4h后，其材料損失速率為 0. 83 X 10 3mm3/m ~L 79 X 10 3mm3/m。
6. 權(quán)利要求1-5中任意一項所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： 1) 按照各成分的質(zhì)量百分比計算硼鐵、廢鋼、鉻鐵和純鐵的用量； 2) 將廢鋼、鉻鐵和純鐵混合，加熱熔化成鋼水，向鋼水中加入脫氧劑進行脫氧，然后將 鋼水倒入澆包中； 3) 將硼鐵放入電爐中，再將澆包中的鋼水倒入電爐中，升溫至硼鐵完全熔化，得到鋼 液； 4) 向鋼液中加入脫氧劑進行脫氧，然后出爐澆入砂型中，澆注5~10小時后冷卻，得到 鑄件，將鑄件加工成指定形狀和尺寸，即得到抗鋅液腐蝕磨損整體材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料的制備方法，其特征在于：所述步 驟2)中脫氧后當鋼水溫度為1550~1600°C時將鋼水倒入澆包中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料的制備方法，其特征在于：所述步 驟2)中的脫氧劑為鋁絲，加入的脫氧劑的質(zhì)量為鋼水質(zhì)量的0. 10%~0. 20%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料的制備方法，其特征在于：所述步 驟3)中的脫氧劑為鋁絲，加入的脫氧劑的質(zhì)量為鋼液質(zhì)量的0. 10%~0. 20%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗鋅液腐蝕磨損整體材料的制備方法，其特征在于：所述步 驟4)中鋼液的出爐溫度為1550~1600°C，澆注溫度為1420~1460°C。
【專利摘要】一種抗鋅液腐蝕磨損整體材料及其制備方法，該材料具有網(wǎng)狀Fe2B抗蝕相與鐵素體基體組成的雙相組織，鐵素體基體分布在網(wǎng)狀Fe2B抗蝕相的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，其成分按質(zhì)量百分數(shù)為：0.2～0.25％的C、3～3.5％的B、0.6～0.8％的Cr、0.6～0.8％的Si、0～0.035％的S、0～0.035％的P、余量為Fe。制備時先將廢鋼、鉻鐵和純鐵混合加熱熔化成鋼水，再將硼鐵和鋼水混合融化得到鋼液，最后將鋼液澆入砂型中進行整體鑄造即得到該材料。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡便，制得的抗鋅液腐蝕磨損整體材料硬度高，具有優(yōu)良的使用效果，其在鋅液中的耐鋅液腐蝕磨損性能為316L不銹鋼的15～26倍，具有良好的應用前景。
【IPC分類】C22C33-04, C22C38-32
【公開號】CN104630640
【申請?zhí)枴緾N201510021419
【發(fā)明人】王勇, 馬勝強, 邢建東, 劉廣柱, 何雅玲
【申請人】西安交通大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月15日