本发明涉及合金制备,尤其是一种耐腐蚀高硬度合金及其制备方法。
背景技术:
1、合金,是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目,可分为二元合金、三元合金和多元合金,常将两种或两种以上的金属元素或以金属为基添加其他非金属元素通过合金化工艺(熔炼、机械合金化、烧结、气相沉积等等)而形成的具有金属特性的金属材料叫做合金。但合金可能只含有一种金属元素,如钢。
2、合金的生成常会改善元素单质的性质,例如,钢的强度大于其主要组成元素铁。合金的物理性质,例如密度、反应性、杨氏模量、导电性和导热性可能与合金的组成元素尚有类似之处,但是合金的抗拉强度和抗剪强度却通常与组成元素的性质有很大不同。这是由于合金与单质中的原子排列有很大差异。
3、现有的合金材料制作效率较低,并且制作的合金材料强度低,使用寿命短,针对以上这些问题,在这里我们提出一种耐腐蚀高硬度合金。
技术实现思路
1、本发明针对现有合金材料制作效率较低,并且制作的合金材料强度低,使用寿命短等技术上的不足,提供了一种耐腐蚀高硬度合金。
2、本发明为解决上述技术不足,采用改性的技术方案,一种耐腐蚀高硬度合金,包括以下原料及占比,其中非金属元素占比为1.1-2.66%,cr占比10.5-13%,mn占比2.5-3.5%,al占比11.3-20.36%,zr占比2.4-6.7%,mo占比3.6-11.7%,ni占比18.7-22.5%,ti占比4.8-6.5%,mg占比4-5.5%,fe占比6.8-7.58%。
3、作为本发明的进一步优选方式,还包括以下原料占比,其中非金属元素占比为2.66%,cr占比13%,mn占比3.5%,al占比20.36%,zr占比6.7%,mo占比11.7%,ni占比22.5%,ti占比6.5%,mg占比5.5%,fe占比7.58%。
4、作为本发明的进一步优选方式,所述非金属元素包括有c、si、p、ga、s,且其中c占比0.35-0.55%,si占比0.5-0.8%,p≤0.05%,s≤0.06%,ga0.4-1.2%。
5、作为本发明的进一步优选方式,具体制备方法包括以下步骤,s1,首先准备原材料,将原材料按照百分比进行选取,然后进行冶炼;
6、s2,采用电弧炉冶炼原料,还原期加强脱氧操作,炉内造高碱度白渣以及炉内壁氧化物及时清除,并按照定量加入至c、si、p、ga、s冶炼金属液体中,减少夹杂物含量,提高纯净度,然后送入熔炼炉中二次混合;
7、s3,加入熔炼炉,熔炼温度为950-1200℃,熔炼时间为45-60min,熔炼过程不断充入惰性气体,在惰性气体气保护下进行梯度降温,温度每隔3min降低20℃,直至温度降低到280℃,待后续浇注;
8、s4,浇注作业:浇注前控制液态原料温度1000±10℃,采用底注钢包,通过浇注漏斗注入,浇注时间45s;
9、s5,将浇注完成后的原料,添加助剂,进行煅烧处理,处理时间为15min,煅烧结束后,在真空度为1.5个正常气压下降温,将温度降低至165℃,得到熔化体冷却即完成加工。
10、作为本发明的进一步优选方式,步骤s5中,进行煅烧,煅烧设定温度分别为170-180℃、200-210℃、220-230℃、230-240℃、230-245℃、240-250℃中的一种。
11、作为本发明的进一步优选方式,步骤s3中,所述惰性气体为氖或氩中的一种。
12、作为本发明的进一步优选方式,步骤s5中,所述助剂为碳酸钙盐、碳酸钠钠盐、二氧化硅、碳粉构成的混合物,所述碳酸钙盐、碳酸钠钠盐、二氧化硅、碳粉之间的比例为1:1.25:0.8:0.6。
13、作为本发明的进一步优选方式,步骤s5中,所述助剂为硫酸钙、磷酸钠、二氧化硅、碳粉构成的混合混合物,所述硫酸钙、磷酸钠、二氧化硅、碳粉的比例为1:0.8:1.2:0.7。
14、本发明所达到的有益效果是:本发明采用多次熔炼,使得合金具有优良的综合力学性能较高强度、硬度的高性能合金材料,同时具有轻量,相较于传统合金成分优化,生产效率高、能耗低,兼有成形性能好、耐腐蚀和高强度的特性,可广泛应用于汽车、石油化工、航空等领域,具有经济实用的成本优势。
1.一种耐腐蚀高硬度合金,其特征在于:包括以下原料及占比,其中非金属元素占比为1.1-2.66%,cr占比10.5-13%,mn占比2.5-3.5%,al占比11.3-20.36%,zr占比2.4-6.7%,mo占比3.6-11.7%,ni占比18.7-22.5%,ti占比4.8-6.5%,mg占比4-5.5%,fe占比6.8-7.58%。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高硬度合金,其特征在于,还包括以下原料占比,其中非金属元素占比为2.66%,cr占比13%,mn占比3.5%,al占比20.36%,zr占比6.7%,mo占比11.7%,ni占比22.5%,ti占比6.5%,mg占比5.5%,fe占比7.58%。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高硬度合金,其特征在于,所述非金属元素包括有c、si、p、ga、s,且其中c占比0.35-0.55%,si占比0.5-0.8%,p≤0.05%,s≤0.06%,ga0.4-1.2%。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高硬度合金的制备方法,其特征在于,具体制备方法包括以下步骤,s1,首先准备原材料,将原材料按照百分比进行选取,然后进行冶炼。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀高硬度合金的制备方法,其特征在于,步骤s5中,进行煅烧,煅烧设定温度分别为170-180℃、200-210℃、220-230℃、230-240℃、230-245℃、240-250℃中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀高硬度合金的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述惰性气体为氖或氩中的一种。
7.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀高硬度合金的制备方法,其特征在于,步骤s5中,所述助剂为碳酸钙盐、碳酸钠钠盐、二氧化硅、碳粉构成的混合物,所述碳酸钙盐、碳酸钠钠盐、二氧化硅、碳粉之间的比例为1:1.25:0.8:0.6。
8.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀高硬度合金的制备方法,其特征在于,步骤s5中,所述助剂为硫酸钙、磷酸钠、二氧化硅、碳粉构成的混合混合物,所述硫酸钙、磷酸钠、二氧化硅、碳粉的比例为1:0.8:1.2:0.7。