度和初性，综合分析，Ti含量应控制在0. 20 %~0. 30 %。
[0026] N ;N加入Fe-化-Ni-B合金中易与Ti元素反应生成高烙点的TiN，TiN与丫-Fe晶 格间的错配度很低，因此，可促进初生奥氏体形核，促进棚化物的细化和分布均匀化，合适 的加入量应为0. 03 %~0. 08 %。
[0027] A1 ;A1是一种活泼元素，易与Ce和氧反应生成CeAl〇3。CeAl〇3烙点高达2050°C， (001) ^立（〇〇〇1)<,,,,,面上形核时的点阵错配度低，由此，CeAl〇3可作为奥氏体结晶时的 有效异质核屯、，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏体，进而促进棚化物细化。合适的加入 量是 0.05%~0. 10%。
[002引 Ca ;化的脱氧能力很强并且对钢液有着良好的除气效果。此外，化还对铸钢中夹 杂物形态的改善具有显著作用，加入适量化元素可将铸钢中的长条状硫化物夹杂转变为 球状的CaS或（Ca，Mn)S夹杂，适量化还可显著降低硫在晶界的偏聚，化对降低铸钢脆性 和提高抗热裂性是十分有益的。然而，加入过多的化将使铸钢中夹杂物增多，对铸钢初性 的提高不利，本发明将化含量控制在0. 04%~0. 10%。
[0029] 不可避免的微量杂质元素是原料中带入的，其中包括P和S，均是有害元素，为了 保证化-化-Ni-B合金的强度、初性和耐冲蚀磨损性，将P和S含量均控制在0. 03% W下。
[0030] Fe-&-Ni-B合金的性能与热处理工艺直接相关，热处理工艺制订的依据如下；
[0031] Fe-化-Ni-B合金铸态基体组织主要由奥氏体组成。通过固溶处理，使合金镶、铭 等合金元素充分均匀分布于基体，有利于水泽后获得耐蚀性优异的奥氏体组织。另外，高温 固溶处理还有助于棚化物形态的改善，提高化合金的力学性能。固溶处理温度过 低，Fe-化-Ni-B合金的组织改善不明显，性能较低。固溶处理温度过高，组织粗化，降低合 金性能。Fe-化-Ni-B合金经1070~1160°C固溶处理后直接水泽，可W获得优异的耐冲蚀 磨损性能。合金在固溶处理后，再次加热至200~240°C进行回火处理，目的在于去除应力 和稳定组织。
[0032] 本发明与现有技术相比具有W下优点：
[0033] 1、本发明的Fe-化-Ni-B耐冲蚀磨损合金，可采用普通电炉烙炼，工艺简便，贵重 合金加入量少，生产成本低。
[0034] 2、本发明的Fe-化-Ni-B耐冲蚀磨损合金的基体组织主要由奥氏体基体构成，具 有优异的耐蚀性，此外，基体中分布12%~16%的硬质相棚化物，可明显提高合金的耐冲 蚀磨损性能。
[0035] 3、本发明采用适量的Ce和Ti，配合少量的N和化等元素作为变质剂，变质元素的 加入可净化合金液并细化合金组织。
[0036] 4、本发明添加Ce元素，Ce易与合金液中残存的氧元素反应生成Ce2〇3, Ce2〇3烙点 高达1640°C，可作为奥氏体结晶时的有效异质核屯、，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏 体，进而促进共晶棚化物的细化。另一方面，Ce是表面活性元素，Fe-化-Ni-B合金凝固过程 中Ce元素易富集在棚化物周围，抑制棚化物沿晶界长大，使棚化物细化。
[0037] 5、本发明添加A1元素，A1易与Ce和氧反应生成CeAl〇3, CeAl〇3烙点高达2050°C， 可作为奥氏体结晶时的有效异质核屯、，促进初生奥氏体形核，细化初生奥氏体，进而促进棚 化物细化。
[003引下面结合附图和实施例，对本发明技术方案做进一步的详细说明。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明实施例1的化耐冲蚀磨损合金的显微组织图。
【具体实施方式】
[0040] 实施例1
[0041] 本实施例的Fe-化-Ni-B耐冲蚀磨损合金由W下重量百分含量的成分组成；C 0. 13%，B 1.72%，Si 0.65%，Mn 0.58%，Ni 9.62%，Cr 18.73%，Ce 0.21%，Ti 0.26%， N 0. 05%，A1 0. 08%，Ca 0. 08%，P<0. 03, S<0. 03,余量为化和其他不可避免的杂质。
[0042] 本实施例的化耐冲蚀磨损合金采用500公斤中频感应电炉烙炼制备，审U 备方法具体为：
[0043] 步骤一、将纯铁和铭铁加热烙化，待烙液烙清后向所述烙液中加入娃铁和铺铁，然 后再加入纯镶板、铁铁和棚铁；
[0044] 步骤二、炉前成分调整合格后将烙液温度升至1630°C，然后向烙液中加入娃巧合 金和侣脱氧，出炉得到合金液；
[0045] 步骤=、将锦基稀±和高氮铭铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的锦基稀± 和破碎的高氮铭铁混合后用铁皮包裹，再经190°C烘干后放置于诱包底部，采用包内冲入法 对步骤二中所述合金液进行复合变质处理；所述锦基稀±的质量为合金液质量的0. 36%， 高氮铭铁的质量为合金液质量的0. 18% ;
[0046] 步骤四、将步骤=中复合变质处理后的合金液在1500°C下诱注成铸件，将所述铸 件经固溶处理后水泽，然后再进行去应力处理，得到化-化-Ni-B耐冲蚀磨损合金；所述固 溶处理的温度为115(TC，升温速率为6°C /min,保温时间为化；所述去应力处理的温度为 230°C，升温速率为4°C /min,保温时间为化。
[0047] 经检测，本实施例制备的Fe-化-Ni-B耐冲蚀磨损合金的化学成分如表1所示，其 力学性能如表2所示。
[0048] 表1实施例1制备的化-化-Ni-B合金成分（重量百分含量，wt% )
[0049]
【主权项】
1. 一种Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成： C 0.11%~0.15%，B L 20%~L 80%，Si 0.50%~1.00%，Mn 0.50%~1.00%，Ni 8. 20%~10. 10%，Cr 17. 30%~19. 20%，Ce 0. 12%~0. 25%，Ti 0. 20%~0. 30%，N 0· 03%~0· 08%，A1 0· 05%~0· 10%，Ca 0· 04%~0· 10%，P〈0. 03，S〈0. 03,余量为 Fe 和 其他不可避免的杂质。
2. 根据权利要求1所述的一种Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金，其特征在于，由以下重 量百分含量的成分组成：C 0.12%~0.14%，B L 53%~L 72%，Si 0.52%~0.65%， Mn 0· 58%~0· 67%，Ni 9. 26%~9. 62%，Crl8. 35%~18. 87%，Ce 0· 17%~0· 21%，Ti 0.21%~0.26%，N0.05%~0.07%，A10.06%~0.08%，Ca0.05%~0.08%，P〈0.03， S〈0. 03,余量为Fe和其他不可避免的杂质。
3. 根据权利要求2所述的一种Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金，其特征在于，由以下 重量百分含量的成分组成：C 0.13%，B L 72%，Si 0.65%，Mn 0.58%，Ni 9. 62%，Cr 18. 73%，Ce 0· 21%，Ti 0· 26%，N 0· 05%，Al 0· 08%，Ca 0· 08%，Ρ〈0· 03, S〈0. 03,余量 为Fe和其他不可避免的杂质。
4. 根据权利要求2所述的一种Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金，其特征在于，由以下 重量百分含量的成分组成：C 0.12%，B L 67%，Si 0.61%，Mn 0.67%，Ni 9. 26%，Cr 18. 35%，Ce 0· 18%，Ti 0· 24%，N 0· 07%，Al 0· 06%，Ca 0· 05%，Ρ〈0· 03, S〈0. 03,余量 为Fe和其他不可避免的杂质。
5. 根据权利要求2所述的一种Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金，其特征在于，由以下 重量百分含量的成分组成：C 0.14%，B L 53%，Si 0.52%，Mn 0.64%，Ni 9. 43%，Cr 18. 87%，Ce 0· 17%，Ti 0· 21%，N 0· 05%，Al 0· 07%，Ca 0· 06%，Ρ〈0· 03, S〈0. 03,余量 为Fe和其他不可避免的杂质。
6. -种制备如权利要求1至5中任一权利要求所述Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金的方 法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤一、将纯铁和铬铁加热熔化，待熔液熔清后向所述熔液中加入硅铁和锰铁，然后再 加入纯镍板、钛铁和硼铁； 步骤二、炉前成分调整合格后将熔液温度升至1600 °C~1640°C，然后向熔液中加入硅 钙合金和铝脱氧，出炉得到合金液； 步骤三、将铈基稀土和高氮铬铁均破碎至粒度小于11mm，然后将破碎的铈基稀土和破 碎的高氮铬铁混合后用铁皮包裹，再经170°C~200°C烘干后放置于浇包底部，采用包内冲 入法对步骤二中所述合金液进行复合变质处理； 步骤四、将步骤三中复合变质处理后的合金液在1470°C~1510°C下浇注成铸件，将所 述铸件经固溶处理后水淬，然后再进行去应力处理，得到Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤三中所述铈基稀土的质量为合金液 质量的0. 20 %~0. 40%，高氮铬铁的质量为合金液质量的0. 10 %~0. 20%。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤四中所述固溶处理的温度为 1070°C~1160°C，升温速率为4°C /min~6°C /min，保温时间为2h~5h。
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤四中所述去应力处理的温度为 200°C~240°C，升温速率为4°C /min~6°C /min，保温时间为3h~5h。
【专利摘要】本发明公开了一种Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金，由以下重量百分含量的成分组成：C0.11％～0.15％，B1.20％～1.80％，Si0.50％～1.00％，Mn0.50％～1.00％，Ni8.20％～10.10％，Cr17.30％～19.20％，Ce0.12％～0.25％，Ti0.20％～0.30％，N0.03％～0.08％，Al0.05％～0.10％，Ca 0.04％～0.10％，P<0.03，S<0.03，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明还公开了Fe-Cr-Ni-B耐冲蚀磨损合金的制备方法。本发明的合金主要由奥氏体基体和硼化物构成，具有优异的耐冲蚀磨损性能。
【IPC分类】C22C38-54, C21D6-00
【公开号】CN104630653
【申请号】CN201510043342
【发明人】易大伟
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月28日