耐腐蝕合金鑄鐵及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種耐腐蝕合金鑄鐵及其制備方法。按重量百分比計，本鑄鐵由下列各成分組成，C?2.8～3.2％，Si?1.6～2.2％，Mn?0.4～0.8％，Cu?0.6～1.2％，Cr?0.5～1.0％，Ni?0.6～1.2％，P?0.07～0.09％，S?0.04～0.06％，余量為鐵。本鑄鐵的成分經濟合理，對腐蝕性氣體的耐腐蝕性能持久。本鑄鐵的制備方法包括配制爐料、熔煉、孕育處理、澆注、退火各步驟。本方法工藝簡單，使用設備少，便于工業化推廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鑄鐵，更具體地說，本專利技術涉及一種耐腐蝕合金鑄鐵，同時，本專利技術還涉及一種所述耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法。
技術介紹
隨著科研、化工、化肥、石油、醫藥、維尼龍、氣體工業等領域的迅速發展，現在各種特種氣體的應用也日益廣泛，特別是壓縮腐蝕性氣體(如二氧化碳、二氧化硫、氟氣、氯氣、氯化氫、硫化氫等)所需的往復活塞壓縮機及配套的存儲、運輸容器、管道等的需求日益增加，故研制耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，已提到議事日程。蒙乃爾合金是一種以金屬鎳為基體添加銅、錳等其它元素而成的合金鋼，系高強度的單相固溶體，它是一種用量最大、用途最廣、綜合性能極佳的耐腐蝕合金。此合金在氫氟酸和氟氣介質中具有優異的耐腐蝕性，對熱濃堿液也有優良的耐腐蝕性，同時還耐中性溶液、水、海水、大氣、有機化合物等的腐蝕。該合金一般不產生應力腐蝕裂紋，切削性能良好。該合金可用來制造以下零部件核工業中提煉鈾和同位素分離器的罐體，動力工廠中的無縫輸水管和蒸汽管，海水換熱器和蒸發器換熱管，硫酸和鹽酸環境下的原油蒸餾塔殼體， 海水中所用設備的泵軸和螺旋槳，鹽酸制造設備中所用的泵和閥，壓縮機中結構簡單的高壓氣缸或缸套、活塞等。但是，由于該合金的鑄造性能差、成本高，其應用受到局限。原一機部1976年發布的“高硅耐腐蝕鑄鐵技術”標準草案中，提出了以下耐腐蝕鑄鐵高鎳奧氏體耐腐蝕鑄鐵(Ni 13. 5 36% )、高鉻耐腐蝕鑄鐵(Cr 13. 5 36% )、高硅耐腐蝕鑄鐵等。上述鑄鐵的成分組成是根據耐酸泵廠或化工機械廠生產泵體和轉子的需要而確定的。上述鑄鐵要么強度低，不能承受變載荷、變溫度和振動工況，對往復活塞壓縮機的工況不適用；要么鑄造性能差，易脆裂、易產生氣孔和裂紋，且采用上述鑄鐵的鑄造方法， 難以制得往復活塞壓縮機中結構較為復雜的低壓和中壓氣缸蓋、氣缸或氣缸套、氣缸座、中體和活塞等?，F在，對于壓縮腐蝕性氣體的往復活塞壓縮機而言，與腐蝕性氣體接觸的氣缸、活塞、活塞桿等部件一般采用鍍鉻防腐；氣閥、管路、冷卻器等采用不銹鋼；在與腐蝕性氣體接觸的氣缸、氣缸套、活塞及氣道等零部件的表面噴涂防腐蝕涂層酸性介質選用酚醛漆； 堿性介質選用環氧樹脂漆等。但由于防腐蝕涂層的磨損或剝落，往復活塞壓縮機的上述零部件仍遭受腐蝕性氣體的腐蝕而提前失效，防腐蝕效果均不盡人意。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種耐腐蝕合金鑄鐵，其成分經濟合理，對腐蝕性氣體的耐腐蝕性能持久；同時提供一種該耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，該方法工藝簡單，使用設備少，便于工業化推廣。為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種耐腐蝕合金鑄鐵，按重量百分比計，它由下列各成分組成，C 2. 8 3.2%，Si 1.6 2.2%，Mn 0.4 0.8%，Cu 0.6 1.2%，CrO. 5 1. 0%，Ni 0. 6 1. 2%，P 0. 07 0. 09%, S 0. 04 0. 06%，余量為鐵。本專利技術提供了一種耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，該方法包括如下步驟1)、配制爐料根據需要澆注的耐腐蝕合金鑄鐵的工藝重量，備好新生鐵、回爐鐵、 廢鋼、硅鐵、錳鐵、電解銅、電解鎳、電解鉻，按照本耐腐蝕合金鑄鐵所述各成分的相應重量百分比比例，稱取IOOOkg爐料；2)、熔煉將配好的新生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵放入中頻電爐內，使它們通電熔化，熔煉溫度為1250 1350°C，熔化時間為2 3小時，然后進行精煉，熔煉溫度為 1400 1500°C，在除去爐渣后，加入電解銅、電解鎳、電解鉻，保溫15 20min，完成熔煉；3)、孕育處理當澆包中的進鐵液量為其容積的1/4時，通過定量漏斗，將粒狀孕育劑均勻而分散地撒向澆包中的鐵液，當澆包中的進鐵液量為其容積的4/5時停止撒孕育劑；孕育劑的撒入量為澆包中的總進鐵液量的0. 2 0. 4% (重量百分比)；孕育劑的粒度按以下方式選擇進鐵液量小于500kg時，孕育劑的粒度為2 5mm ；進鐵液量大于或等于 500kg時，粒度為5 8mm ；孕育劑為75硅鐵；4)、澆注孕育后在1380 1460°C的溫度下，于10 15min內將鐵水注入砂模型腔內，根據鑄鐵的結構、壁厚，確定鑄鐵的開箱時間；5)、退火將鑄鐵以50 100°C /h的速度加熱到500 550°C，保溫2 3小時， 然后，將鑄鐵以20 50°C /h的速度，隨爐冷卻到180 220°C，最后，將鑄鐵出爐，并自然冷卻至室溫，即可制得所述的耐腐蝕合金鑄鐵。為能簡潔說明問題起見，以下對本專利技術所述耐腐蝕合金鑄鐵均簡稱為本鑄鐵。本鑄鐵中各成分的功能分析如下按重量百分比計，本鑄鐵的成分中含有C 2. 8 3. 2%和Si 1. 6 2. 2%，C和Si 的含量越高，則越有利于形成灰鑄鐵。其中Si在本鑄鐵里起著分解滲碳體的作用，使之形成游離碳；還可以降低本鑄鐵的熔點。按重量百分比計，本鑄鐵的成分中含有Cr 0. 5 1. 0%，Cr可溶于鐵素體或形成復雜碳化物，碳化物在高溫下也很穩定，在一定的冷卻速度下，可促進珠光體的數量增加， 并可細化珠光體和石墨，在不形成碳化物時，本鑄鐵的強度、硬度會隨著含鉻量的增加而提高，塑性和韌性惡化不大，被切削性降低不大，本鑄鐵的耐熱性、耐磨性和耐腐蝕性可得到提尚。按重量百分比計，本鑄鐵的成分中含有Cu 0.6 1.2%，Cu可使鑄鐵組織和石墨細化均勻、致密，可使本鑄鐵薄的斷面白口減少，厚的斷面珠光體細化，提高斷面的均勻性。 這樣，可提高本鑄鐵的強度、硬度和韌性，還可以提高本鑄鐵的耐磨、耐熱和耐腐蝕性，改善本鑄鐵的加工性能。按重量百分比計，本鑄鐵的成分中含有Ni 0. 6 1. 2%, Ni有助于消除鑄鐵的白口和促進游離碳化物分解，穩定和細化珠光體，可使鑄鐵的結晶細化、石墨細化、組織致密。 這樣，可提高本鑄鐵的沖擊韌性、硬度和強度，提高耐磨性，改善耐熱、耐腐蝕性和被切削性。按重量百分比計，本鑄鐵的成分中含有Mn 0.4 0.8%^11是弱碳化物形成元素， 只與鐵及其它碳化物聯合形成滲碳體型的碳化物，能清除狗0，錳可與硫形成MnS，以降低鐵液中含硫量，FeO和MnS可隨爐渣一起清除。錳對本鑄鐵的脆性、加工性和耐磨性均有所改善。經測試，本鑄鐵的碳當量Ce = 3. 13 3.93%，在狗呼63(狀態圖中，金相組織處在亞共晶鑄鐵接近過共晶鑄鐵的位置。本鑄鐵的機械性能當本鑄鐵的主要壁厚小于和等于30mm時，以直徑30mm毛坯制取試棒；當本鑄鐵的主要厚壁大于30mm時，以直徑45mm毛坯制取試棒。兩試棒分別按國家標準測試，兩者所達到的機械性能不低于表1要求。表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．耐腐蝕合金鑄鐵，其特征在于：按重量百分比計，由下列各成分組成，Ｃ　２．８～３．２％，Ｓｉ?。保丁玻玻?，Ｍｎ?。埃础埃福ィ茫酢。埃丁保玻ィ茫颉。埃怠保埃?，Ｎｉ　０．６～１．２％，Ｐ　０．０７～０．０９％，Ｓ?。埃埃础埃埃叮?，余量為鐵。

【技術特征摘要】
1.耐腐蝕合金鑄鐵，其特征在于按重量百分比計，由下列各成分組成，C2.8 3. 2%, Si 1· 6 2. 2%, Mn 0· 4 0· 8%, Cu 0· 6 1· 2%, Cr 0· 5 1· 0%, Ni 0· 6 1. 2%, P 0. 07 0. 09%, S 0. 04 0. 06%，余量為鐵。2.根據權利要求1所述的耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，該方法包括如下步驟1)、配制爐料根據需要澆注的耐腐蝕合金鑄鐵的工藝重量，備好新生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、電解銅、電解鎳、電解鉻，按照權利要求1所述各成分的相應重量百分比比例，稱取IOOOkg爐料；2)、熔煉將配好的新生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵放入中頻電爐內，使它們通電熔化，熔煉溫度為1250 1350°C，熔化時間為2 3小時，然后進行精煉，熔煉溫度為1400 1500°C，在除去爐渣后，加入電解銅...

【專利技術屬性】
技術研發人員：施琰，王萬軍，施恩明，
申請(專利權)人：蚌埠市鴻申天然氣工程成套設備有限責任公司，
類型：發明
國別省市：34