一種耐酸腐蝕的合金材料的製作方法

2024-02-22 01:22:15 2

本發明公開了一種耐酸腐蝕的合金材料，屬於合金製備應用領域。
背景技術：
：硫酸生產設備使用材料多為各種(合金)鑄鐵及合金鋼，但材料的抗腐蝕性均難以滿足使用要求，一些特殊合金雖然耐腐蝕性能較好，但生產工藝要求較高，多依賴進口。為提高我國硫酸生產裝備的國產化水平，開發一種抗腐蝕性能好，而價格又相對較低的新材料成為設備生產廠家的當務之急。為此，我公司研究人員經過1年多的試驗研究，開發出了一種耐硫酸腐蝕的合金球墨鑄鐵材料墨鑄鐵，即JSB系列合金球墨鑄鐵材料，該材料具有良好的抗濃硫酸腐蝕性能，在120℃的98％硫酸中年腐蝕速率＜0.2mm，其抗腐蝕性能等級達到良好標準，具有良好的機械性能和較低的價格，可更好地滿足硫酸生產廠的使用要求。鎳基耐蝕合金多具有奧氏體組織。在固溶和時效處理狀態下，合金的奧氏體基體和晶界上還有金屬間相和金屬的碳氮化物存在，各種耐蝕合金按成分分類及其特性如下：Ni-Cu合金在還原性介質中耐蝕性優於鎳,而在氧化性介質中耐蝕性又優於銅，它在無氧和氧化劑的條件下，是耐高溫氟氣、氟化氫和氫氟酸的最好的材料（見金屬腐蝕）。Ni-Cr合金主要在氧化性介質條件下使用。抗高溫氧化和含硫、釩等氣體的腐蝕，其耐蝕性隨鉻含量的增加而增強。這類合金也具有較好的耐氫氧化物（如NaOH、KOH）腐蝕和耐應力腐蝕的能力。Ni-Mo合金主要在還原性介質腐蝕的條件下使用。它是耐鹽酸腐蝕的最好的一種合金，但在有氧和氧化劑存在時，耐蝕性會顯著下降。Ni-Cr-Mo(W)合金兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－還原混合介質條件下使用。這類合金在高溫氟化氫氣中、在含氧和氧化劑的鹽酸、氫氟酸溶液中以及在室溫下的溼氯氣中耐蝕性良好。Ni-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蝕的能力，在一些氧化-還原性混合酸中也有很好的耐蝕性。技術實現要素：本發明提供一種新型的耐酸腐蝕合金材料，豐富合金材料市場產品的多元化，拓寬合金的適用範圍。本發明提供如下技術方案：一種耐酸腐蝕的合金材料，包括以下重量份數的組分：C：0.001-0.002%，Si:2.2-3.5%，Mn:0.08-0.50%，Cr:10-17%，Nb:1.1-3.6%，Mo:1.0-1.2%，Al:2.1-3.3%，V：1.2-1.8%，Re：0.01-0.02%，Bi：0.1-0.5%，餘量為Ni，並且P含量≤0.035%，S含量≤0.030%。優選的，包括以下重量份數的組分：C：0.001-0.002%，Si:2.5-3.2%，Mn:0.1-0.5%，Cr:10-16%，Nb:1.7-3.6%，Mo:1.1-1.2%，Al:2.4-3.3%，V：1.2-1.6%，Re：0.01-0.02%，Bi：0.2-0.5%，餘量為Ni，並且P含量≤0.035%，S含量≤0.030%。優選的，包括以下重量份數的組分：C：0.001%，Si:2.8%，Mn:0.3%，Cr:14%，Nb:2.8%，Mo:1.1%，Al:2.9%，V：1.6%，Re：0.01%，Bi：0.4%，餘量為Ni，並且P含量≤0.035%，S含量≤0.030%。優選的，包括以下重量份數的組分：C：0.002%，Si:3.0%，Mn:0.2%，Cr:13%，Nb:2.2%，Mo:1.1%，Al:3.1%，V：1.4%，Re：0.02%，Bi：0.5%，餘量為Ni，並且P含量≤0.035%，S含量≤0.030%。一種耐酸腐蝕的合金材料的製備方法，將原料通過備模、配料、造型、制芯與熔煉、澆注、球化及孕育處理以及高溫石墨化退火、低溫回火熱處理工序製得，所述原料包括以下重量份數的組分：C：0.001-0.002%，Si:2.2-3.5%，Mn:0.08-0.50%，Cr:10-17%，Nb:1.1-3.6%，Mo:1.0-1.2%，Al:2.1-3.3%，V：1.2-1.8%，Re：0.01-0.02%，Bi：0.1-0.5%，餘量為Ni，並且P含量≤0.035%，S含量≤0.030%；所述澆注、球化及孕育處理：用稀土鎂合金作為球化劑，其加入量為0.5-0.9％，以堤壩式包底衝入法加入；矽鐵隨流孕育，鐵水出至2/3後停止出水，5分鐘後做二次衝入，出完整爐鐵水；球化、孕育處理完畢，扒渣5次後保持鐵水溫度在1380℃-1400℃澆鑄完畢，鑄件保溫24-36小時後開箱清理打磨。本發明提供一種新型的耐酸腐蝕合金材料，豐富合金材料市場產品的多元化，拓寬合金的適用範圍。具體實施方式：下面對本發明的實施例做詳細的說明，本實施例在以發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但是本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例中未註明具體條件的實驗方案，通常按照常規條件或者製造商所建議的條件實施。實施例各組分的重量份數組成見表一所示。表一：一種耐酸腐蝕的合金材料各組分的重量份數實施例cSiMnCrNbMoAlVReBiNi10.0013.50.08101.112.11.20.010.180.90920.0022.20.5173.61.23.31.80.020.569.87830.0012.50.1101.71.12.41.20.010.280.78940.0023.20.5163.61.23.31.60.020.570.07850.0012.80.3142.81.12.91.60.010.474.08960.00130.26143.61.22.91.50.020.178.33970.0022.60.1121.51.22.61.50.030.475.47980.0012.60.09143.11.13.31.60.020.477.52890.0012.30.43121.612.11.40.030.173.648100.0023.50.21152.91.12.21.20.020.575.238110.0012.40.16113.613.31.70.020.475.418120.0023.40.16141.91.131.30.020.477.128130.00130.5152.312.71.20.020.377.148上述實施例中合金材料的製備方法，將原料按照表一所述準備，通過備模、配料、造型、制芯與熔煉、澆注、球化及孕育處理以及高溫石墨化退火、低溫回火熱處理工序製得，其中所述澆注、球化及孕育處理：用稀土鎂合金作為球化劑，其加入量為0.5-0.9％，以堤壩式包底衝入法加入；矽鐵隨流孕育，鐵水出至2/3後停止出水，5分鐘後做二次衝入，出完整爐鐵水；球化、孕育處理完畢，扒渣5次後保持鐵水溫度在1380℃-1400℃澆鑄完畢，鑄件保溫24-36小時後開箱清理打磨。實施例製備得到的合金材料耐硫酸腐蝕性能、機械加工性能良好，在硫酸溶液中年腐蝕率小於0.2mm。上內容僅為本發明的較佳實施方式，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp