一种耐蚀超低碳高硅铁基合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110042302A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910267379.5C21D6/00(2006.01)(22)申请日2019.04.03C21D5/00(2006.01)B22C9/02(2006.01)(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人赵爱民张月尹鸿祥刘伟孙绍恒裴伟郭军蒋有辉刘素鹏李迁刘逸飞赵子肖张宜顺娄殿川刘涵赜(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C33/08(2006.01)C22C37/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种耐蚀超低碳高硅铁基合金及其制备方法(57)摘要一种耐蚀超低碳高硅铁基合金及其制备方法，属于耐蚀合金领域，其特征在于其合金化学成分(重要百分数)为：C≤0.005％；Si14.4～20.0％；P≤0.008％；S≤0.008％；RE0.01～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的超低碳高硅铁基合金的制备方法如下：将纯铁、废钢、硅铁等原料加入感应电炉或电弧炉中进行两次熔炼，使各种物料充分混合均匀，合金熔炼温度为1530～1550℃，出炉温度为1450～1480℃，出炉前在铁水包中加入稀土硅铁合金，采用树脂砂型铸造成形，浇注温度为1380～1420℃，凝固0.5～1小时后，立即进行红退，在未开箱的状态下，装入预先加热到700～850℃的热处理炉中，保温2-3小时后，以5-8℃/小时的冷却速度炉冷到50℃出炉空冷。根据本发明制备的超低碳高硅铁基合金具有良好的抗腐蚀性能，可以用于制CN110042302A造与强腐蚀介质接触的部件。CN110042302A权利要求书1/1页1.一种耐蚀超低碳高硅铁基合金，其特征在于其化学成分重量百分数为：C≤0.005％；Si14.4～20％；P≤0.008％；S≤0.008％；RE0.01～0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的耐蚀超低碳高硅铁基合金的制备方法，其特征在于制备过程包括熔炼、变质处理、浇注、热处理4个步骤，其中熔炼采用两次熔炼的方法，第一次熔炼将纯铁、废钢、硅铁原材料配置合金，将这些原材料加入感应电炉或电弧炉中溶化后混合均匀，浇注成锭料，第二次熔炼采用第一次熔炼浇注好的锭料，熔炼过程中加入造渣剂硅酸钠，熔炼温度为1530～1550℃，溶化后静置足够长的时间去除合金液中的气体和夹杂物。3.按照权利要求2所述的耐蚀超低碳高硅铁基合金的制备方法，其特征在于所述变质处理是在铁水包内进行，熔炼合金后，在铁水包包底加入稀土硅铁合金，加入量为处理铁水重量的0.5～1.0％，将熔炼好的铁水倒入铁水包中与稀土硅铁合金反应，出炉温度为：1450～1480℃。4.按照权利要求2所述的耐蚀超低碳高硅铁基合金的制备方法，其特征在于所述浇注是采用缓流封闭式的浇注系统，采用树脂砂组芯造型铸造成形，将经变质处理后的铁水浇注在树脂砂型的型腔中，浇注温度为1380～1420℃。5.按照权利要求2所述的耐蚀超低碳高硅铁基合金的制备方法，其特征在于所述热处理是采用铸后红退热处理，当铸件凝固成形0.5h-1h后，在未开箱的状态下热装入预先加热到700～850℃热处理炉中，保温2-3小时后，以5-8℃/小时的冷却速度炉冷到50℃出炉。2CN110042302A说明书1/4页一种耐蚀超低碳高硅铁基合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种耐蚀超低碳高硅铁基合金及其制备方法，属于耐蚀合金领域。背景技术[0002]随着工业的发展，人们对于暴露在强腐蚀环境中的设备上的材料要求越来越高。一般钢铁材料电极电位较低，不能形成致密氧化膜，不锈钢中加入大量的Cr元素，可以形成致密Cr2O3钝化膜，显著提高了合金的耐蚀性，但在强氧化性酸溶液中Cr2O3钝化膜稳定性差，显著降低了其耐蚀性，从而强氧化性酸介质下的腐蚀问题受到了人们的关注，因此产生了高硅铸铁这种材料。高硅铸铁中含有高含量的硅，在合适的介质中其表面可以形成一层致密的SiO2钝化膜，这种酸性氧化膜在高温硫酸、硝酸等强氧化性酸溶液中仍然很稳定，因此高硅铸铁在强氧化性酸介质中具有优良的耐腐蚀性能。高硅铸铁常用于制作承受静载荷的与各种强腐蚀介质接触的部件，可用于化工、石油、冶金、国防等工业所需的耐蚀铸件，如化学工业中耐酸泵的过流件、各种阀门等零件，还可用于制作冷轧不锈钢电解酸洗线用阳极板等。并且高硅铸铁还具有成本低，生产工艺简单的特点。但是，这种材料又存在着强度和冲击韧性低、硬度高、脆性大、导热系数小和膨胀系数大等缺点，以致在铸造生产及应用时