專利名稱：：耐腐蝕高強(qiáng)度合金、其冶煉方法及該合金的制品和制品的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及合金，尤其涉及一種耐腐蝕高強(qiáng)度合金，用該合金制造的制品具有超高強(qiáng)度和良好防腐性能，廣泛應(yīng)用于石油勘探、航空航天、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：一些高強(qiáng)度金屬制品，尤其是工業(yè)用高強(qiáng)度緊固件，一般要求材料的強(qiáng)度大于260ksi。大多數(shù)情況下，使用單位都會(huì)選用H11等工具鋼。但是在一些具有腐蝕的環(huán)境中，如石油勘探、航空航天等，這些工具鋼因?yàn)槠漭^低的抗腐蝕能力，其使用壽命會(huì)大大下降，嚴(yán)重的情況下還可能會(huì)因?yàn)楦g引起質(zhì)量事故。通常的做法是采用在制品表面增加一層耐腐蝕鍍層，但是像縫隙腐蝕這樣的局部腐蝕條件可以浸蝕鍍層，導(dǎo)致基體發(fā)生點(diǎn)蝕，引起應(yīng)力腐蝕開裂。對(duì)月贈(zèng)本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有高強(qiáng)度金屬制品耐腐蝕性能差，使用壽命短，為解決此問題，本發(fā)明首先提供一種耐腐蝕高強(qiáng)度合金及其冶煉工藝；再提供一種用該合金制造的金屬制品以及該制品的制造方法，由此得到的金屬制品不僅強(qiáng)度高，而且耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種耐腐蝕高強(qiáng)度合金，由如下重量百分比的元素組成Ni:3040;Cr:1822;Mo:712;余量是Co及不可避免的雜質(zhì)。所述雜質(zhì)的重量百分比含量為C〈0.05;Si<0.20;Mn〈0.25;S〈0.010;P<0.015;Ti<l.0;Fe<2.0。上述耐腐蝕高強(qiáng)度合金的冶煉方法，包括步驟1).取所需化學(xué)元素，在真空感應(yīng)爐中冶煉，熔煉過程中調(diào)節(jié)各元素的含量，使其重量比符合設(shè)計(jì)要求，控制雜質(zhì)元素的含量盡量低，采用真空澆鑄法將溶液澆鑄成自耗電極；熔煉溫度14401460°C，真空度《5Pa;2).將自耗電極進(jìn)行電渣重熔，進(jìn)一步降低雜質(zhì)元素含量，使其符合設(shè)計(jì)要求，獲得質(zhì)量良好的電渣重熔錠。一種金屬制品，用上述耐腐蝕高強(qiáng)度合金制成。其制造方法包括步驟1).將電渣重熔錠加熱鍛造成金屬制品鍛坯，加熱溫度1050125(TC，保溫512小時(shí)；2).將鍛坯進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度400700'C;3).切削加工成金屬制品成品。一種金屬型材，用上述耐腐蝕高強(qiáng)度合金制成。其制造方法包括步驟1).將電渣重熔錠熱鍛成便于軋制的方坯，加熱溫度1050125(TC，保溫512小時(shí)；2).將方坯熱軋成某種確定截面的料坯，加熱溫度1050125(TC，保溫512小時(shí)；3).將料坯冷拔成目標(biāo)截面形狀和尺寸的型材；冷拔時(shí)，材料變形量控制在3070%范圍內(nèi)；4).將型材進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度400700'C。一種緊固件，用上述耐腐蝕高強(qiáng)度合金制成，其制造方法包括步驟-1).將電渣重熔錠熱鍛成便于軋制的方坯，加熱溫度1050125CTC，保溫512小時(shí)；2).將方坯熱軋成圓截面棒料，加熱溫度10501250°C，保溫512小時(shí)；53).將棒料冷拔成目標(biāo)直徑的圓截面型材，冷拔時(shí)，材料變形量控制在30~70%范圍內(nèi)；4).將圓截面型材進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度40070(TC;5).根據(jù)緊固件尺寸截取圓截面型材，切削加工成緊固件成品。本發(fā)明的技術(shù)效果采用上述材料及相應(yīng)工藝方法制備的金屬制品，經(jīng)試驗(yàn)表明，具有超高的強(qiáng)度和耐腐蝕性能。通過不同的冷變形強(qiáng)化，其強(qiáng)度可以滿足不同等級(jí)要求。例如，緊固件要求的力學(xué)性能見表l:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>a).緊固件力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表2表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>b).緊固件抗腐蝕能力測(cè)試在最低極限抗拉強(qiáng)度的75%應(yīng)力下，在3.5%NaCl溶液中按照規(guī)范規(guī)定做應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，可以保證材料在5000內(nèi)不斷裂。具體實(shí)施方式實(shí)施例一冶煉合金1.取所需化學(xué)元素，在真空感應(yīng)爐中真空熔煉，熔煉過程調(diào)節(jié)元素的含量，使其重量百分比如下CrNiCoMo實(shí)例12035余量9.47,實(shí)例220.134.71余量9.61實(shí)例319.835.2余量10.03實(shí)例420.234.89余量10.06實(shí)例519.9535.25余量9.95并控制雜質(zhì)元素含量盡量低，將溶液用真空澆注法澆鑄成自耗電極。熔煉溫度1450士1(TC，真空度《5Pa。2.將自耗電極在電渣重熔爐中用二元渣系進(jìn)行重熔，通過電渣渣洗，進(jìn)一步降低雜質(zhì)元素含量，其含量(重量百分比)可達(dá)到如下指標(biāo)C〈0.05;Si<0.20;MnO.25;SO.010;P〈0.015;Ti〈1.0;Fe<2.0。由此獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的電渣錠。實(shí)施例二將電渣錠制成圓截面型材1).將電渣重熔錠熱鍛成便于軋制的方坯，加熱溫度iiooi20crc，保溫710小時(shí)；2).將方坯熱軋成圓截面棒料，加熱溫度1100120(TC，保溫710小時(shí)；3).將棒料冷拔成目標(biāo)直徑的圓截面型材，冷拔時(shí)，材料變形量控制在3070%范圍內(nèi)；獲得不同強(qiáng)度的型材，材料變形量越大，強(qiáng)度越高；4).將圓截面型材進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度550680'C。實(shí)施例三將電渣錠制成異形截面型材1).將電渣重熔錠熱鍛成便于軋制的方坯，加熱溫度1150123(TC，保溫710小時(shí);2).將方坯熱軋成某種確定的異形截面料坯，加熱溫度1150123(TC，保溫710小時(shí)；3).將異形截面料坯用異形拉伸模拉拔成目標(biāo)尺寸的異形寧面型材；冷拔時(shí)，材料變形量控制在3070%范圍內(nèi)，獲得不同強(qiáng)度的型材，材料變形量越大，強(qiáng)度越高；4).將異形截面型材進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度500650'C。實(shí)施例四制造耐腐蝕高強(qiáng)度金屬制品1).將電渣重熔錠加熱鍛造成金屬制品鍛坯，加熱溫度12001250'C，保溫10小時(shí)左右；2).將鍛坯切削加工成金屬制品成品。實(shí)施例五制造耐腐蝕高強(qiáng)度緊固件根據(jù)緊固件尺寸截取實(shí)施例二相應(yīng)直徑的圓截面型材，切削加工成緊固件成口卯o上述電渣錠、圓截面型材、異形截面型材可滿足各種耐腐蝕高強(qiáng)度金屬制品的需要，制造出各種形狀、各種尺寸、各種強(qiáng)度要求的耐腐蝕高強(qiáng)度金屬制品。權(quán)利要求1.一種耐腐蝕高強(qiáng)度合金，其特征在于，由如下重量百分比的元素組成Ni30～40；Cr18～22；Mo7～12；余量是Co及不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕高強(qiáng)度合金，其特征在于，所述雜質(zhì)的重量百分比含量為C〈0.05;Si〈0.20;Mn〈0.25;S〈0.010;P〈0.015;Ti〈1.0;Fe<2.0。3.權(quán)利要求1所述耐腐蝕高強(qiáng)度合金的冶煉方法，包括步驟1).取所需化學(xué)元素，在真空感應(yīng)爐中冶煉，熔煉過程中調(diào)節(jié)各元素的含量，使其重量比符合設(shè)計(jì)要求，控制雜質(zhì)元素的含量盡量低，采用真空澆鑄法將溶液澆鑄成自耗電極；熔煉溫度14401460'C，真空度《5Pa;2).將自耗電極進(jìn)行電渣重熔，進(jìn)一步降低雜質(zhì)元素含量，使其符合設(shè)計(jì)要求，獲得質(zhì)量良好的電渣重熔錠。4.一種金屬制品，其特征在于，用權(quán)利要求1所述耐腐蝕高強(qiáng)度合金制成。5.權(quán)利要求4所述金屬制品的制造方法，包括步驟1).將電渣重熔錠加熱鍛造成金屬制品鍛坯，加熱溫度10501250'C，保溫512小時(shí)；2).將鍛坯切削加工成金屬制品成品。6.—種金屬型材，其特征在于，用上述耐腐蝕高強(qiáng)度合金制成。7.權(quán)利要求6所述金屬型材的制造方法，包括步驟1).將電渣重熔錠熱鍛成便于軋制的方坯，加熱溫度10501250t:，保溫5~12小時(shí)；2).將方坯熱軋成某種確定截面的料坯，加熱溫度10501250'C,保溫512小時(shí)；3).將料坯冷軋或冷拔成目標(biāo)截面尺寸的型材；冷拔時(shí)，材料變形量控制在3070%范圍內(nèi)；4).將型材進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度40070(TC。8.—種緊固件，其特征在于，用權(quán)利要求1所述耐腐蝕高強(qiáng)度合金制成。9.權(quán)利要求8所述緊固件的制造方法，包括步驟1).將電渣重熔錠熱鍛成便于軋制的方坯，加熱溫度1050125(TC,保溫512小時(shí)；2).將方坯熱軋成圓截面棒料，加熱溫度10501250'C，保溫512小時(shí)；3).將棒料冷拔成目標(biāo)直徑的圓截面型材，冷拔時(shí)，材料變形量控制在3070%范圍內(nèi)；4).將圓截面型材進(jìn)行時(shí)效熱處理，處理溫度40070(TC;5).根據(jù)緊固件尺寸截取圓截面型材，切削加工成緊固件成品。全文摘要本發(fā)明公開一種耐腐蝕高強(qiáng)度合金，由如下重量百分比的元素組成Ni30～40；Cr18～22；Mo7-12；余量是Co及不可避免的雜質(zhì)。雜質(zhì)的重量百分比含量為C＜0.05；Si＜0.20；Mn＜0.25；S＜0.010；P＜0.015；Ti＜1.0；Fe＜2.0。冶煉步驟1)取所需化學(xué)元素，在真空感應(yīng)爐中冶煉，熔煉過程中調(diào)節(jié)各元素的含量，使其重量比符合設(shè)計(jì)要求，控制雜質(zhì)元素的含量盡量低，采用真空澆鑄法將合金澆鑄成自耗電極；2)將自耗電極進(jìn)行電渣重熔，進(jìn)一步降低雜質(zhì)元素含量，使其符合設(shè)計(jì)要求，獲得質(zhì)量良好的電渣重熔錠。用該合金及相應(yīng)工藝方法制造的金屬制品，具有超高的強(qiáng)度和優(yōu)良的耐腐蝕性能。文檔編號(hào)B21J1/04GK101525715SQ200910059020公開日2009年9月9日申請(qǐng)日期2009年4月22日優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日發(fā)明者張華國(guó),明羅,雷德江,高剛毅,黃志永申請(qǐng)人:四川江油六合汽輪機(jī)材料有限公司