一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料及其处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为：C：0.25-0.28%，Si：0.26-0.28%，Mn：1.0-1.2%，P：0.020-0.030%，Al：0.7-0.9%，Cr：0.35-0.45%，Ni：0.45-0.52%，Mo：0.15-0.22%，Cu：0.1-0.3%，V：0.02-0.03%，W：0.05-0.10%，Zn：12-15%，稀土：0.22-0.25%，其余为Fe和微量杂质；本发明还公开了一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺；本发明不仅提高了阀门抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性，能适应各种恶劣的环境中工作，强度高，而且使用寿命长。
【专利说明】一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料及其处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，具体的说是一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料及其处理工艺。
【背景技术】
[0002]目前阀门的运用在很多领域起到关键的作用，由于阀门的使用环境受到其材质的影响，并且阀门也存在缺陷，如:耐腐蚀能力低，耐高温性能差，强度低，使用寿命短等，针对这些缺陷，本发明提出了一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料及其处理工艺，提高阀门的耐腐蚀能力和耐高温能力，增加其强度和使用寿命，降低成本。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料及其处理工艺，不仅提高了阀门抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性，能适应各种恶劣的环境中工作，强度高，而且使用寿命长，降低了成本，并且提高了耐高温能力。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的:一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为4:0.25-0.28%，81:0.26-0.28%，胞:1.0-1.2%，？:0.020-0.030%，八 1:0.7-0.9%，0:0.35-0.45%，祖:0.45-0.52%，10:0.15-0.22%，011:0.1-0.3%，V:0.02-0.03%，1:0.05-0.10%，2。: 12-15%，稀土:0.22-0.25%，其余为和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:15-18%，？『:3-5%，07:7-9%，八。:12.5-12.8%，恥:15-20%，8111:11-13%，余量为[已。
[0005]加入胞元素，能提高其强度，并且增加抗疲劳强度，加入V元素，在热处理中能细化晶粒，可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等，加入？元素，能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性，提高强度，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀，加入0和附微量元素，能提高其耐磨才能力和增加其强度，提高其熔点，增加抗高温的能力，同时还加入了稀土元素，在锻造过程中形成致密的晶粒，并且分布均匀，增加其强度，改善其综合性能，产生意想不到的技术效果。
[0006]本发明还提供了一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，该处理工艺按以下步骤进行:
步骤(1):在电弧炉冶炼过程中，先用氮气将电弧炉吹洗干净，然后将炉温升至560-6001后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至1300-14001，保温2-3匕；步骤(2):经过I？炉精炼，将炉温控制在1700-17501，加入稀土成分，时间保持在2-处，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1490?15001，真空度45-48帕，抽气时间在4-7匕；
步骤(3):在1410?14301的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在560-5801，保温时间为48-6011，最后空冷至室温； 步骤(4):将锻造好的阀门部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到580-6201，保温50-600111，然后用空冷以8-101卜的速度冷却到室温，然后再加热到850-8551，用水冷以13-151 /8的冷却至室温；
步骤(5):将锻造好的阀门部件进行第二次热处理:将各个部件加热到1010-10201，保温5-811，然后水冷以16-201 /8的速度冷却至450-4801，在油冷以12-151 /8的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0007]这样，通过合理的锻造工艺，在…炉精炼冶炼，保证了冶炼的质量，并且在真空脱气炉进行脱气，用氩气保护模铸，避免了产品中产生气孔，进一步提高产品的质量，将锻造好的毛坯进行两次热处理，显著提高阀门的抗腐蚀性和耐磨性，提高产品的使用寿命，降低成本，节约时间，增加工作效率。
[0008]本发明进一步限定的技术方案是:
前述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为0.26%，81:0.27%，胞:1.1%，？:0.025%，八 1:0.8%，0:0.38%，:0.50%，1。:0.20%，011:0.22%，V:0.025%，1:0.08%，2。:13%，稀土:0.24%，其余为和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:15-18%，？『:3-5%，07:7-9%，八。:12.5-12.8%，恥:15-20%，&I1: 11-13%，余量为[已。
[0009]前述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为:0:0.25%，81:0.26%，胞:1.0%，？:0.020%，八 1:0.7%，0:0.35%，附:0.45%，1。:0.15%，011:0.1%，V:0.02%，1:0.05%，2。:12%，稀土:0.22%，其余为和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:15%，:3%，07:7%，八。:12.5%，恥:15%，&II:11%，余量为匕。
[0010]前述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为:0:0.28%，81:0.28%，胞:1.2%，？:0.030%，八 1:0.9%，0:0.45%，附:0.52%，1。:0.22%，011:0.3%，V:0.03%，1:0.10%，2。:15%，稀土:0.25%，其余为和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:18%，:5%，07:9%，八。:12.8%，恥:20%，&II:13%，余量为匕。
[0011]前述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，步骤(1)中电弧炉炉温升至5601后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至13001，保温2卜；步骤(2)中炉温控制在17001，加入稀土成分，时间保持在2匕脱气温度为14901，真空度45帕，抽气时间在处；步骤(3)中在14101的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在5601，保温时间为48匕最后空冷至室温；步骤(4)中第一次热处理:将锻造好的部件加热到5801，保温500111，然后用空冷以81 /8的速度冷却到室温，然后再加热到8501，用水冷以131 /8的冷却至室温；步骤(5)中第二次热处理:将各个部件加热到10101，保温5匕然后水冷以161 /8的速度冷却至4501，在油冷以121 /8的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0012]前述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，步骤(1)中电弧炉炉温升至5801后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至13501，保温2.5卜；步骤(2)中将炉温控制在17301，加入稀土成分，时间保持在3匕脱气温度为14951，真空度47帕，抽气时间在6卜；步骤(3)中在14201的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在5701，保温时间为55匕最后空冷至室温；步骤(4)中第一次热处理:将锻造好的部件加热到6001，保温550111，然后用空冷以91卜的速度冷却到室温，然后再加热到8521，用水冷以141 /8的冷却至室温；步骤(5)中第二次热处理:将各个部件加热到10151，保温7匕然后水冷以181 /8的速度冷却至4601，在油冷以141 /8的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0013]前述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，步骤(1)中电弧炉炉温升至6001后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至14001，保温311 ；步骤(2)中将炉温控制在17501，加入稀土成分，时间保持在处，脱气温度为15001，真空度48帕，抽气时间在7卜；步骤(3)中在14301的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在5801，保温时间为60匕最后空冷至室温；步骤(4)中第一次热处理:将锻造好的部件加热到6201，保温600111，然后用空冷以101 /8的速度冷却到室温，然后再加热到8551，用水冷以151 /8的冷却至室温；步骤(5)中第二次热处理:将各个部件加热到10201，保温8匕然后水冷以201 /8的速度冷却至4801，在油冷以151 /8的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0014]本发明的有益效果是:通过本发明的技术方案，加入胞元素，能提高其强度，并且增加抗疲劳强度，加入V元素，在热处理中能细化晶粒，可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等，加入？元素，能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性，提高强度，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀，加入0和附微量元素，能提高其耐磨才能力和增加其强度，提高其熔点，增加抗高温的能力，同时还加入了稀土元素，在锻造过程中形成致密的晶粒，并且分布均匀，增加其强度，改善其综合性能，产生意想不到的技术效果。
[0015]通过合理的锻造工艺，在…炉精炼冶炼，保证了冶炼的质量，并且在真空脱气炉进行脱气，用氩气保护模铸，避免了产品中产生气孔，进一步提高产品的质量，将锻造好的毛坯进行两次热处理，显著提高阀门的抗腐蚀性和耐磨性，提高产品的使用寿命，降低成本，节约时间，增加工作效率。
【具体实施方式】
[0016]下面对本发明做进一步的详细说明:
实施例1
本实施例提供的一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为:0:0.26%，81:0.27%，胞:1.1%，？:0.025%，八 1:0.8%，0:0.38%，附:0.50%，1。:0.20%，011:0.22%，V:0.025%，1:0.08%，2。:13%，稀土:0.24%，其余为和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:15-18%，？『:3-5%，07:7-9%，八。:12.5-12.8%，制:15-20%，&I1: 11-13%，余量为匕；本实施例还提供该提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺:
步骤(1):在电弧炉冶炼过程中，先用氮气将电弧炉吹洗干净，然后将炉温升至5601后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至13001，保温2匕；
步骤(2):经过I？炉精炼，将炉温控制在17001，加入稀土成分，时间保持在2卜，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为14901，真空度45帕，抽气时间在处；
步骤(3):在14101的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在5601，保温时间为4811，最后空冷至室温；
步骤(4):将锻造好的阀门部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到5801，保温500111，然后用空冷以81 /8的速度冷却到室温，然后再加热到8501，用水冷以131卜的冷却至室温；
步骤(5):将锻造好的阀门部件进行第二次热处理:将各个部件加热到10101，保温5匕然后水冷以161 /8的速度冷却至4501，在油冷以121卜的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0017]实施例2
本实施例提供的一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为:0:0.25%，81:0.26%，胞:1.0%，？:0.020%，八 1:0.7%，0:0.35%，附:0.45%，1。:
0.15%，011:0.1%，V:0.02%，1:0.05%，2。:12%，稀土:0.22%，其余为？6 和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:15%，？1~:3%，07:7%，八。:12.5%，恥:15%，&II:11%，余量为匕；本实施例还提供该提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺:
步骤(1):在电弧炉冶炼过程中，先用氮气将电弧炉吹洗干净，然后将炉温升至5801后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至13501，保温2.51！；
步骤(2):经过…炉精炼，将炉温控制在17301，加入稀土成分，时间保持在3卜，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为14951，真空度47帕，抽气时间在6匕；
步骤(3):在14201的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在5701，保温时间为5511，最后空冷至室温；
步骤(4):将锻造好的阀门部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到6001，保温550111，然后用空冷以91 /8的速度冷却到室温，然后再加热到8521，用水冷以141卜的冷却至室温；
步骤(5):将锻造好的阀门部件进行第二次热处理:将各个部件加热到10151，保温711，然后水冷以181 /8的速度冷却至4601，在油冷以141卜的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0018]实施例3
本实施例提供的一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，合金材料的化学成分的质量百分比为:0:0.28%，81:0.28%，胞:1.2%，？:0.030%，八 1:0.9%，0:0.45%，附:0.52%，1。:
0.22%，011:0.3%，V:0.03%，1:0.10%，2。:15%，稀土:0.25%，其余为？6 和微量杂质；
稀土中，按重量百分比包含以下组分:6(1:18%，？1~:5%，07:9%，八。:12.8%，恥:20%，&II:13%，余量为匕；本实施例还提供该提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺:
步骤(1):在电弧炉冶炼过程中，先用氮气将电弧炉吹洗干净，然后将炉温升至6001后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至14001，保温3匕；
步骤(2):经过…炉精炼，将炉温控制在17501，加入稀土成分，时间保持在处，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为15001，真空度48帕，抽气时间在71！； 步骤(3):在14301的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在5801，保温时间为6011，最后空冷至室温；
步骤(4):将锻造好的阀门部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到6201，保温600111，然后用空冷以101 /8的速度冷却到室温，然后再加热到8551，用水冷以151 /8的冷却至室温；
步骤(5):将锻造好的阀门部件进行第二次热处理:将各个部件加热到10201，保温8匕然后水冷以201 /8的速度冷却至4801，在油冷以151卜的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0019]这样通过本发明的技术方案，不仅提高了阀门抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性，能适应各种恶劣的环境中工作，强度高，而且使用寿命长，降低了成本，并且提高了耐高温能力。
[0020]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，其特征在于:所述合金材料的化学成分的质量百分比为:C:0.25-0.28%, S1:0.26-0.28%, Mn:1.0-1.2%, P:0.020-0.030%, Al:0.7-0.9%, Cr:0.35-0.45%, N1:0.45-0.52%, Mo:0.15-0.22%, Cu:0.1-0.3%, V:0.02-0.03%,W:0.05-0.10%, Zn: 12-15%，稀土:0.22-0.25%，其余为 Fe 和微量杂质； 所述稀土中，按重量百分比包含以下组分:Gd:15-18%, Pr:3_5%，Dy:7_9%，Ac:12.5-12.8%, Nd: 15-20%，Sm: 11-13%，余量为 La。
2.根据权利要求1所述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，其特征在于:所述合金材料的化学成分的质量百分比为:C:0.26%, Si:0.27%, Mn:1.1%，P:0.025%, Al:0.8%, Cr:0.38%, Ni:0.50%, Mo:0.20%, Cu:0.22%, V:0.025%, W:0.08%, Zn:13%，稀土:0.24%，其余为Fe和微量杂质； 所述稀土中，按重量百分比包含以下组分:Gd:15-18%, Pr:3_5%，Dy:7_9%，Ac:12.5-12.8%, Nd: 15-20%，Sm: 11-13%，余量为 La。
3.根据权利要求1所述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，其特征在于:所述合金材料的化学成分的质量百分比为:c:0.25%, Si:0.26%, Mn:1.0%, P:0.020%, Al:0.7%, Cr:0.35%, Ni:0.45%, Mo:0.15%, Cu:0.1%，V:0.02%, W:0.05%, Zn:12%，稀土:0.22%，其余为 Fe和微量杂质； 所述稀土中，按重量百分比包含以下组分:Gd:15%, Pr:3%, Dy:7%, Ac:12.5%，Nd:15%，Sm: 11%，余量为 La。
4.根据权利要求1所述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料，其特征在于:所述合金材料的化学成分的质量百分比为:C:0.28%, Si:0.28%, Mn:1.2%, P:0.030%, Al:0.9%, Cr:0.45%, Ni:0.52%, Mo:0.22%, Cu:0.3%, V:0.03%, W:0.10%, Zn:15%，稀土:0.25%，其余为 Fe和微量杂质； 所述稀土中，按重量百分比包含以下组分:Gd:18%, Pr:5%, Dy:9%，Ac:12.8%，Nd:20%，Sm: 13%，余量为 La。
5.一种提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，其特征在于:该处理工艺按以下步骤进行: 步骤(I):在电弧炉冶炼过程中，先用氮气将电弧炉吹洗干净，然后将炉温升至560-600°C后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至1300-1400°C，保温2-3h ； 步骤(2):经过LF炉精炼，将炉温控制在1700-1750°C，加入稀土成分，时间保持在2-4h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为1490?1500°C，真空度45-48帕，抽气时间在4_7h ； 步骤(3):在1410?1430°C的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在560-580°C，保温时间为48-60h，最后空冷至室温； 步骤(4):将锻造好的阀门部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到580-620°C，保温50-60min，然后用空冷以8_10°C /s的速度冷却到室温，然后再加热到850-855°C，用水冷以13-15°C /s的冷却至室温； 步骤(5):将锻造好的阀门部件进行第二次热处理:将各个部件加热到1010-1020°C，保温5-8h，然后水冷以16-20°C /s的速度冷却至450-480°C，在油冷以12_15°C /s的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
6.根据权利要求5所述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，其特征在于: 步骤(I)中电弧炉炉温升至560°C后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至1300°C，保温2h ;步骤(2)中炉温控制在1700°C，加入稀土成分，时间保持在2h，脱气温度为1490°C，真空度45帕，抽气时间在4h ;步骤(3)中在1410°C的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在560°C，保温时间为48h，最后空冷至室温；步骤(4)中第一次热处理:将锻造好的部件加热到580°C，保温50min，然后用空冷以8°C /s的速度冷却到室温，然后再加热到850°C，用水冷以13°C /s的冷却至室温；步骤(5)中第二次热处理:将各个部件加热到1010°C，保温5h，然后水冷以16°C /s的速度冷却至450°C，在油冷以12°C /s的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
7.根据权利要求5所述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，其特征在于: 步骤(I)中电弧炉炉温升至580°C后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至1350°C，保温2.5h ;步骤(2)中将炉温控制在1730°C，加入稀土成分，时间保持在3h，脱气温度为1495°C，真空度47帕，抽气时间在6h ;步骤(3)中在1420°C的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在570°C，保温时间为55h，最后空冷至室温；步骤(4)中第一次热处理:将锻造好的部件加热到600°C，保温55min，然后用空冷以9°C /s的速度冷却到室温，然后再加热到852°C，用水冷以14°C /s的冷却至室温；步骤(5)中第二次热处理:将各个部件加热到1015°C，保温7h，然后水冷以18°C /s的速度冷却至460°C，在油冷以14°C /s的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
8.根据权利要求5所述的提高阀门耐腐蚀性能的合金材料的处理工艺，其特征在于: 步骤(I)中电弧炉炉温升至600°C后加入合金材料，稀土在步骤(2)中加入，然后加热至1400°C，保温3h ;步骤(2)中将炉温控制在1750°C，加入稀土成分，时间保持在4h，脱气温度为1500°C，真空度48帕，抽气时间在7h ;步骤(3)中在1430°C的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在580°C，保温时间为60h，最后空冷至室温；步骤(4)中第一次热处理:将锻造好的部件加热到620°C，保温60min，然后用空冷以10°C /s的速度冷却到室温，然后再加热到855°C，用水冷以15°C /s的冷却至室温；步骤(5)中第二次热处理:将各个部件加热到1020°C，保温8h，然后水冷以20°C /s的速度冷却至480°C，在油冷以15°C /s的速度冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
【文档编号】C22C33/04GK104342603SQ201410561068
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】王亚军 申请人:大丰市南亚阀门有限公司