专利名称：一种阀门用低成本双相不锈钢材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金技术领域，涉及ー种阀门用新型低成本阀门用双相不锈钢材料。
背景技术：
近年来，石油、化工深加工技术发展很快，对耐高温、耐磨、抗氢腐蚀，耐氢氟酸腐蚀等阀门的需求量进ー步増加。不锈钢阀门因其优良的耐蚀性和良好的力学性能，广泛应用于化工、轻エ、电カ等行业，对系统的安全性和经济运行起着极为重要的作用。不锈钢阀门的使用条件很复杂，主要应用在有毒、高腐蚀、易燃、易爆、高温、高压等危险场合，其失效形式主要是在特定使用环境下，由密封损坏引起的泄露，造成能源、原 材料的浪费，对人身安全和国家财产造成极大的损失。不锈钢阀门生产制造中，用量最大的是300系列奥氏体不锈钢，浙江、江苏、上海等长三角地区的乡镇企业，不锈钢阀门应用主要以304、316为主，产品形式为阀体、阀盖、阀板和阀杆，应用于压カ小于6. 4MPa、温度小于200°C强硝酸等介质环境的流体控制设备中。300系列不锈钢阀门具有优异的耐蚀性能，在高耐蚀介质中的需求越来越广。但是，随着我国能源紧张，原材料价格的不断上涨，作为高合金化的300系列不锈钢阀门产品面临着如何节约并有效地使用资源的问题。开发节镍无镍不锈钢材料已成为不锈钢材料的发展方向。随着冶金及材料技术的进步，节镍型双相不锈钢材料，提高了钢的力学性能和耐蚀性能，已经受到重视。并已在石油化工球阀等通用阀门上得到应用。目前，国内双相不锈钢主要产品是管、板和复合板，也有锻件和铸件，产量都不大。随着应用的发展，国内外对不锈钢铸件的需求越来越广泛，由于中国铸件的成本较低，欧洲ー些国家，美国、日本的铸件目前仍从中国出口，加快鋳造双相不锈钢材料的研制，使双相不锈钢铸造产品得以推广应用，将为我国带来大量的经济效益。我国生产的双相不锈钢铸件主要有两个牌号，即ZGlCrl7Mn9Ni4Mo3Cu2N，这类双相不锈钢铸件镍含量在百分之八以上，镍元素偏高无形中増加了大量的成本；以及ZGlCrl8Mnl3Mo2CuN，这类双向不锈钢铸件虽然无镍，但是牺牲其机械性能较差，上述化学式中的中文含义为=ZG :铸钢，Cr :铬，Mn :锰，Ni :镍，N :氮，Cu :铜，Mo :钥。
发明内容
本发明是的目的在于提供成本低、抗腐蚀性强以及耐磨性强的ー种阀门用低成本双相不锈钢材料及其制备方法。所述材料的成分及其质量百分比为C :0. 03 0. 08%, Cr 22 24%，Mn < I. 2%，Ni4. 0 5. 0%, N :0 0. 3%, Fe :余量。优选的，所述材料的成分及其质量百分比为C :0. 08%, Cr :24%，Mn < I. 2%，Ni 5. 0%, N 0. 3%，余量为 Fe。
优选的，所述材料的成分及其质量百分比为C :0. 05%, Cr :23%，Mn < I. 2%，Ni 4. 5%, N 0. 15%，余量为 Fe。优选的，所述材料的成分及其质量百分比为C :0. 03%, Cr 22%, Mn < I. 2%，Ni 4. 0%，N :0%，余量为 Fe。其方法包括下列步骤①按照目标化学成分的要求配置冶炼原料目标化学成分(按重量百分比)配置冶炼原料包括纯Fe、304不锈钢返回料、铬铁、氮化铬铁；②将冶炼原料中的纯Fe、304不锈钢返回料、先放入感应熔炼炉内；
③开始感应熔炼，熔炼待钢水熔化后，加入铬铁和氮化铬铁，并控制炉温1480°C 1520°C，待化学成分调节合格后，炉温维持在1480°C 1520°C开始浇注；④待铸锭完全凝固冷却后取出。与现有技术相比，本发明以氮代镍，将镍控制在适度的低含量，減少了镍含量大大降低了成本，耐腐蚀性比304不锈钢提高10%以上；(按GB/T4334. 3《不锈钢65%硝酸腐蚀试验方法》考核，测试相关腐蚀性能)，更加确保合金元素的匹配和采取相应的热处理工艺使铁素体-奥氏体两相的比例各接近40% 50%，从而降低原材料成本，满足双相不锈钢エ艺与腐蚀性能的要求。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进ー步详细描述。下列化学成分的中文含义为C 碳，Cr :铬，Mn :锰，Ni :镍，N :氮，Fe :铁。实施例I :冶炼100公斤双相不锈钢I、根据表I化学成分配备冶炼原料表I目标化学成分(重量百分比)
权利要求
1.一种阀门用低成本双相不锈钢材料，其特征在于所述材料的成分及其质量百分比为 C 0. 03 O. 08%, Cr :22 24%，Mn < I. 2%, Ni 4. O 5. 0%, N :0 O. 3%,余量为 Fe。
2.根据权利要求I所述的阀门用低成本双相不锈钢材料，其特征在于所述材料的成分及其质量百分比为 C :0. 08%, Cr 24%, Mn < I. 2%, Ni :5. 0%, N :0. 3%，余量为 Fe。
3.根据权利要求I所述的阀门用低成本双相不锈钢材料，其特征在于所述材料的成分及其质量百分比为 C :0. 05%, Cr 23%, Mn < I. 2%, Ni :4. 5%, N :0. 15%，余量为 Fe。
4.根据权利要求I所述的阀门用低成本双相不锈钢材料，其特征在于所述材料的成分及其质量百分比为 C :0. 03%, Cr 22%, Mn < I. 2%, Ni :4. 0%, N :0%，余量为 Fe。
5.—种如权利要求1-4任意一项权利要求所述的阀门用低成本双相不锈钢材料的制 备方法，其特征在干 ①按照目标化学成分的要求配置冶炼原料 配置冶炼原料包括纯Fe、304不锈钢返回料、铬铁、氮化铬铁； ②将冶炼原料中的纯Fe、304不锈钢返回料，先放入感应熔炼炉内； ③开始感应熔炼，熔炼待钢水熔化后，加入铬铁和氮化铬铁，并控制炉温1480°C 1520°C，待化学成分调节合格后，炉温维持在1480°C 1520°C开始浇注； ④待铸徒完全凝固冷却后取出。
全文摘要
本发明公开了一种阀门用低成本双相不锈钢材料及其制备方法，所述材料的成分及其质量百分比为C0.03～0.08%，Cr22～24%，Mn＜1.2%，Ni4.0～5.0%,N0～0.3%，Fe余量。其制备方法①按照目标化学成分的要求配置冶炼原料目标化学成分(按重量百分比)②将冶炼原料中的纯Fe、304不锈钢返回料、先放入感应熔炼炉内；③开始感应熔炼，熔炼待钢水熔化后，加入铬铁和氮化铬铁，并控制炉温1480℃～1520℃，待化学成分调节合格后，炉温维持在1480℃～1520℃开始浇注；④待铸锭完全凝固冷却后取出。本发明以氮代镍，将镍控制在适度的低含量，确保合金元素的匹配和采取相应的热处理工艺使铁素体-奥氏体两相的比例各接近40%～50%，从而降低原材料成本，抗腐蚀性强。
文档编号C22C38/40GK102851606SQ20121032570
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者袁书强, 胡东海, 陈巍, 陈庚, 胡海龙, 张贵才 申请人:浙江汉威阀门制造有限公司