耐海水腐蝕的合金鑄鐵的製作方法
2023-11-01 04:53:27
專利名稱：耐海水腐蝕的合金鑄鐵的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵合金，是一種耐海水腐蝕的合金鑄鐵，可作為生產水工設施的部件或設備的材料。
我國南方一些電廠取海水作為機組冷卻用水，對水工設備和部件提出了耐海水腐蝕的要求。國外採用不鏽鋼材料，日本進口的不鏽鋼閘槽，計價約2.5萬美元/噸。以耐海水腐蝕的合金鑄鐵代替不鏽鋼生產水工設備和部件，已成為現實的研究課題。
已知的高矽耐腐蝕鑄鐵是一種較脆的金屬材料，其強度不符合水工設備的要求。抗磨白口鑄鐵和耐磨鑄鐵，耐腐蝕性差，白口不易加工。上述鑄鐵的組成和性能參見國標GBB8491-87、GBB8263-87、JB/ZQ4304-86。
本發明的目的在於提供一種耐海水腐蝕的合金鑄鐵，用它製造水工設備或部件，能夠有相應的強度和可加工性，特別是耐海水腐蝕。
本發明提供的一種耐海水腐蝕的合金鑄鐵，其特徵在於組成(重量%)為鎳2.6-3，鉻0.8-1，錳0.7-0.9，矽1.8-2.1，碳2.8-3.2，銅0.6-0.9，硫＜0.06，磷＜0.12，餘量為鐵。
用本發明合金鑄鐵製造的水工用閘門槽，經檢測和試驗符合國標GB7216-87、GB5675-85、SLJ、DLJ201-80的相關要求，被國家主管部門質檢中心定為合格產品。試驗結果見表1。
用本發明合金鑄鐵製造的閘門槽，代替了進口的不鏽鋼門槽，為國內首創，並廣為沿海地區電廠所採用，為我國能源和環保建設做出了貢獻。
下面給出實現本發明的最好方式。
本發明鑄鐵用三噸沖天爐冶煉。
原料配比見表2
工藝條件風量50立方米/分，風壓1300毫米水柱，澆注溫度1380℃。
有關原料的性能指標如下①生鐵16-20＃②矽鐵Si 75＃③錳鐵MNO＃④廢鋼的化學成分平均C0.25-0.6 Si0.2-0.4MN0.4-0.8⑤回爐鐵的化學成分C0.27-3.7 Si1.1-2.6MN0.5-1.4 P＜0.3 S＜0.15⑥鎳板Ni-1金川公司99.984%⑦低炭鉻鐵Cr01，60.5%實驗研究表明鎳在鑄鐵中具有石墨化劑的作用，有助於碳化物的分解，它對降低白口消除碳化物的硬點、白口邊緣和麻口區有效，且略能降低珠光體中化合碳的含量，在鎳達1.5%左右時特別顯著。
在灰鑄鐵中加入鎳量常在2.4-3%範圍內，如對鎳的石墨能力不加調節的話，即使加鎳達1.5%其強度也不會發生顯著的變化，通過調整鑄鐵的成分特別是調整矽含量後，加入0.5-5%的鎳可提高鑄鐵的強度10-15%。
降低含矽量而不加鎳，也能提高強度，這就加劇了厚薄斷面間硬度差，出現薄的斷面和邊緣難加工的後果，在降低矽含量的同時加入鎳可獲得高強度的優點而又不致造成硬的不易加工的邊緣。鎳的加入除提高鑄鐵的強度，還能明顯改善鑄鐵的衝擊韌性。
鎳可穩定珠光體和減少鐵素體含量，鑄鐵中的鎳有助於取得均勻而一體的結構和良好的耐蝕性及較好的綜合機械性能。
鉻是最強烈的碳化物穩定元素之一，在鑄鐵中加入少量鉻，柔軟的鐵素體變成珠光體組織使鑄鐵中具有極細的片狀共晶石墨存在，可使石墨的大小更均勻，使鑄鐵晶粒細小。
碳化物隨鉻的增加而增加，鑄件變硬，斷口變白，使加工困難。因此鉻的加入量必須控制在不致產生塊狀碳化物的小點的限度以下，以保證工作有較好的加工性。
在鑄鐵中加入少量鉻，可增加鑄鐵的耐蝕性，特別是對海水、弱酸有效。
加入少量的銅，可改善鑄鐵的耐蝕性和耐磨性，延長其使用壽命。
在研製過程中，要求降低碳含量或含矽量，或同時降低兩者的含量，更有效的方法是鎳與鉻兩者一起加入，其組成一般為鎳不大於3%，鉻不大於1%。
抗張強度和金相組織試驗結果表 合金鑄鐵生產原料配比表
權利要求
一種耐海水腐蝕的合金鑄鐵，其特徵在於組成(重量%)為鎳2.6-3，鉻0.8-1，錳0.7-0.9，矽1.8-2.1，碳2.8-3.2，銅0.6-0.9，硫＜0.06，磷＜0.12，餘量為鐵。
全文摘要
本發明公開了一種耐海水腐蝕的合金鑄鐵，適用於製造水利、水電工程的閘門、閘門槽等設備，其特徵在於含有鎳、鉻、錳、矽、碳、銅。用該合金鑄鐵製造的水工設備，在海水中使用性能超過不鏽鋼，其強度、韌性和加工性均能滿足水工設施的使用要求。
文檔編號C22C37/08GK1101683SQ93118529
公開日1995年4月19日 申請日期1993年10月11日 優先權日1993年10月11日
發明者楊志遠, 王仁遠, 楊積遠, 盛平康, 郭代升 申請人:王仁遠