一种高强韧性不锈钢泵阀铸件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及不锈钢铸件技术领域，尤其涉及一种高强韧性不锈钢栗阀铸件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]不锈钢栗、阀广泛的应用于化工、石化、石油、造纸、采矿、电力、液化气、食品、制药、给排水、市政、机械设备配套、电子工业，城建等领域。栗是输送各种不同介质的部件，而阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能、两者常常配套使用。
[0003]由于不锈钢栗、阀门接触的介质多种多样，可能是水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等等，因此对栗阀材料的性能要求较高，目前市场上的栗阀合金钢性能参差不齐，远远不能满足生产需求，急需从工艺和配方上着手，获得更为尚质尚效的不镑钢材料。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高强韧性不锈钢栗阀铸件及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高强韧性不锈钢栗阀铸件，该不锈钢铸件中各组分的重量百分数为:Cr: 12-15%、Ni:4.0-6.0% ^Mn:l.5-2.0% ^Si:1-1.5% ^Mo:0.8-1.0% ^Sr:0.1 %-0.15% ^Ba:0.Ι-Ο.2%^Sb:0.1-0.2%、S<0.03%、P<0.03%、C < 0.25%、精炼剂0.2-0.3%，余量为Fe和少量杂质。
[0006]所述的精炼剂由以下重量百分比的原料制成:蜂窝陶瓷粉5-6、石墨烯0.1-0.2、无水乙醇10-12、Ca含量为75-80wt.%的Al-Ca中间合金粉5-6、RE含量为10-15wt.%Al-RE中间合金粉3-4、硬脂酸1_2，该精炼剂的制备方法为:先将Al-Ca中间合金粉、A1_RE中间合金粉一起投入球磨罐中，搅拌混合均匀后加入无水乙醇、硬脂酸、石墨烯，在密闭条件下球磨混合2-3h，球磨结束后加入蜂窝陶瓷粉，继续研磨20-30min，研磨结束后将混合物料取出，室温干燥，完全除去无水乙醇和硬脂酸，即得。
[0007]所述的一种高强韧性不锈钢栗阀铸件的制备方法为:
(1)将除精炼剂外的各原料按照元素重量配比投入熔炼炉中，加热至1580°C_1650°C熔炼，随后加入精炼剂，搅拌混合均匀后将熔液升温至1620-1700°C，精炼处理40-50min，最后将所得熔液经过排渣、脱气后浇注至模具腔中，自然冷却至室温后脱模，得铸锭；
(2)将所得的铸锭表面处理后以100-120°C/h的升温速率加热至780-850°C，保温3-4h，随后水冷淬火至650-700°C，保温2-3h后继续空冷至350-400°C，保温l_2h后以100-120°C/h的速度升温至550-600°C，保温2-3h后空冷至室温即得。
[0008]本发明在低碳钢具备良好韧性和塑性的基础上适当提高了S1、Mo以及Sr、Sb等元素的用量，使得复合铸件材料具备更高的强度，晶核细小，组织致密，表现出优良的韧性，耐腐蚀，对热稳定，熔液中加入的精炼剂含有纳米化的Ca-RE中间合金粉，其吸附于蜂窝陶瓷粉中，在钢液中分散更均匀，达到脱氧除杂的目的，除杂化渣速度快，效率高，可有效的提高钢液的纯净度，有效改善铸件质量，经多次热处理后得到的不锈钢加工性能好，可满足栗阀铸件复杂的结构特点和多变的使用环境，达到节能高效的生产效果。
【具体实施方式】
[0009]该实施例不锈钢铸件中各组分的重量百分数为:Cr: 12%、N1: 4.0 %、Mn: 1.5 %、S1:l%、Mo:0.8%、Sr:0.1%%、Ba:0.1%、Sb:0.1%、S<0.03%、P<0.03%、C:0.25%、精炼剂0.2%，余量为Fe和少量杂质。
[0010]其中精炼剂由以下重量百分比的原料制成:蜂窝陶瓷粉5、石墨烯0.1、无水乙醇10、Ca含量为75wt.%的Al-Ca中间合金粉5、RE含量为10wt.%Al-RE中间合金粉3、硬脂酸1，该精炼剂的制备方法为:先将Al-Ca中间合金粉、A1-RE中间合金粉一起投入球磨罐中，搅拌混合均匀后加入无水乙醇、硬脂酸、石墨烯，在密闭条件下球磨混合2.5h，球磨结束后加入蜂窝陶瓷粉，继续研磨25min，研磨结束后将混合物料取出，室温干燥，完全除去无水乙醇和硬脂酸，即得。
[0011]该实施例不锈钢的制备方法为:
(1)将除精炼剂外的各原料按照元素重量配比投入熔炼炉中，加热至1600°C熔炼，随后加入精炼剂，搅拌混合均匀后将熔液升温至1650°C，精炼处理40min，最后将所得熔液经过排渣、脱气后浇注至模具腔中，自然冷却至室温后脱模，得铸锭；
(2)将所得的铸锭表面处理后以100°C/h的升温速率加热至780°C，保温3h，随后水冷淬火至650°C，保温2h后继续空冷至350°C，保温lh后以100°C/h的速度升温至550°C，保温2h后空冷至室温即得。
[0012]制备得到的铸件性能测试结果为:
拉伸强度:785.6MPa ；屈服强度:368.5MPa ；断裂强度:540.IMPa ；断裂前塑性应变:
3.5%;冲击韧性:85.4J/cm2;弹性模量:243.2GPa ;在酸碱溶液中材料的腐蚀速率<
0.005mm/ao
【主权项】
1.一种高强韧性不锈钢栗阀铸件，其特征在于，该不锈钢铸件中各组分的重量百分数为:Cr:12-15%、N1:4.0-6.0%、Μη:1.5-2.0%、S1: 1-1.5%、Mo:0.8-1.0%、Sr:0.1 %-0.15%、Ba:0.卜0.2%、Sb:0.卜0.2%、S<0.03%、Ρ<0.03%、C < 0.25%、精炼剂0.2-0.3%，余量为Fe和少量杂质。2.如权利要求1所述的一种高强韧性不锈钢栗阀铸件，其特征在于:所述的精炼剂由以下重量百分比的原料制成:蜂窝陶瓷粉5-6、石墨烯0.1-0.2、无水乙醇10-12、Ca含量为75-80wt.%的六1 -Ca中间合金粉5-6、RE含量为10_15wt.%A1 -RE中间合金粉3_4、硬脂酸1 -2，该精炼剂的制备方法为:先将Al-Ca中间合金粉、A1-RE中间合金粉一起投入球磨罐中，搅拌混合均匀后加入无水乙醇、硬脂酸、石墨烯，在密闭条件下球磨混合2-3h，球磨结束后加入蜂窝陶瓷粉，继续研磨20-30min，研磨结束后将混合物料取出，室温干燥，完全除去无水乙醇和硬脂酸，即得。3.如权利要求1所述的一种高强韧性不锈钢栗阀铸件的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为: (1)将除精炼剂外的各原料按照元素重量配比投入熔炼炉中，加热至1580°C_1650°C熔炼，随后加入精炼剂，搅拌混合均匀后将熔液升温至1620-1700°C，精炼处理40-50min，最后将所得熔液经过排渣、脱气后浇注至模具腔中，自然冷却至室温后脱模，得铸锭； (2)将所得的铸锭表面处理后以100-120°C/h的升温速率加热至780-850°C，保温3-4h，随后水冷淬火至650-700°C，保温2-3h后继续空冷至350-400°C，保温l_2h后以100-120°C/h的速度升温至550-600°C，保温2-3h后空冷至室温即得。
【专利摘要】本发明公开了一种高强韧性不锈钢泵阀铸件，该不锈钢铸件在低碳钢具备良好韧性和塑性的基础上适当提高了Si、Mo以及Sr、Sb等元素的用量，使得复合铸件材料具备更高的强度，晶核细小，组织致密，表现出优良的韧性，耐腐蚀，对热稳定，熔液中加入的精炼剂含有纳米化的Ca-RE中间合金粉，其吸附于蜂窝陶瓷粉中，在钢液中分散更均匀，达到脱氧除杂的目的，除杂化渣速度快，效率高，可有效的提高钢液的纯净度，有效改善铸件质量，经多次热处理后得到的不锈钢加工性能好，可满足泵阀铸件复杂的结构特点和多变的使用环境，达到节能高效的生产效果。
【IPC分类】C21D6/00, C22C38/12, C21C7/06, C22C38/60, C22C33/04, C22C38/58
【公开号】CN105420639
【申请号】CN201510833977
【发明人】吴寿涛
【申请人】铜陵市经纬流体科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月25日