專利名稱：耐熔融金屬腐蝕的合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金鋼領(lǐng)域。主要適用于熱鍍鋅和熱鍍鋁帶鋼生產(chǎn)裝置中耐液態(tài)金屬腐蝕的和耐磨的部件或設(shè)備。
已往用于制做耐熔融金屬(如Zn、Al等)腐蝕及耐磨的設(shè)備，特別是直接與熔融金屬直接接觸的部件，大多數(shù)采用工業(yè)純鐵、鑄鐵、鎳鉻不銹鋼等。由于在液態(tài)金屬溫度下，液態(tài)金屬與其直接接觸的部件金屬發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生以擴(kuò)散為主的溶解性腐蝕，部件受到損害，使用壽命降低。由于近代工業(yè)發(fā)展需要，要求鍍層鋼板耐蝕性成倍提高，故發(fā)展了鍍鋅基合金(如Zn-5Al)，以前使用的耐純鋅液腐蝕的上述金屬材料，均不能滿足使用要求。因此，必須發(fā)展耐液態(tài)鋅基合金腐蝕的金屬材料。
在現(xiàn)有技術(shù)中，DE3543601、SU633924、US3469922均提供了與本發(fā)明相近的、同一領(lǐng)域的合金。這些材料雖然都具有較高的高溫度和良好的高溫抗氧化性能，但也存在一個(gè)共同的主要缺點(diǎn)，即在液態(tài)金屬中的耐磨和耐蝕性能較差。
本發(fā)明的目的在于提高一種既有較高的高溫強(qiáng)度和良好的高溫抗氧化性能，又有在液態(tài)金屬中優(yōu)異的耐磨和耐蝕性能的耐熔融金屬腐蝕的合金。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的耐熔融金屬腐蝕的金屬材料的化學(xué)成分(重量%)為C0.25～0.65%，Si2.5～5.2%，Mn0.5～1.5%，Cr5～15%，Mo0.5～3.5%，RE0.1～0.3%，Al≤6%，余為Fe。
本發(fā)明合金是在Fe-Si固溶體內(nèi)添加適量的Mo、Cr元素，以便進(jìn)一步提高基體合金在液態(tài)金屬中的耐蝕性。Cr加入合金中的主要作用是生成M7C3碳化物，借以提高Fe-Si固溶體的耐磨性。但Cr、Mo合金元素不宜過高，若含量過高，則降低合金的韌性，同時(shí)也增加了合金的成本，但低于本發(fā)明所述的下限成分時(shí)，則難以維持合金的耐蝕性和耐磨性。因此，Cr含量以5～15%和Mo含量以0.5～3.5為宜。本發(fā)明中Si含量為2.5～5.2%，當(dāng)Si含量高于5.2%時(shí)，則影響合金的機(jī)械性能和可焊性。合金中添加Mn的主要作用是保證熔煉時(shí)的脫氧和脫硫效果;Mn過高，致使合金的機(jī)械性能惡化。
與現(xiàn)有相同領(lǐng)域的合金相比，本發(fā)明在化學(xué)成分上的最大特點(diǎn)是添加了0.1～0.3%RE。RE在合金中具有細(xì)化組織、細(xì)化枝晶和凈化晶界的作用，顯著地改善了合金固溶體在液態(tài)金屬中的耐磨性和耐蝕性。為了改善本發(fā)明合金的高溫抗氧化性能和抗某些液態(tài)合金腐蝕，同時(shí)還可合金中加入Al≤6%。
本發(fā)明合金的生產(chǎn)工藝如下用電弧爐或中頻感應(yīng)爐熔煉，然后可澆注在砂?；蛱沾赡Ｖ校芍苯訚沧⒊闪悴考?，也可澆注成鋼錠，隨后鍛造或軋制成材。鋼液的澆注溫度為1500～1580℃，鋼錠鍛造或軋制的溫度為900～1150℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有優(yōu)異的抗液態(tài)金屬腐蝕和抗磨損性能。該合金在400～500℃溫度下的液態(tài)鋅基合金(Zn-5%Al)中連續(xù)腐蝕254小時(shí)，仍腐蝕極其輕微，失重極低;又如在700℃溫度下的液態(tài)鋁合金(Al-8%Si)中連續(xù)腐蝕240小時(shí)，仍失重很小(見表2)。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的化學(xué)成分范圍，在中頻感應(yīng)爐上冶煉了4爐本發(fā)明合金。為了對比，同時(shí)在同一爐子上還冶煉了兩爐與本發(fā)明的化學(xué)成分相近，但不含稀土的同類合金，其具體的化學(xué)成分如表1所示。熔煉完后，澆注成錠，澆注溫度1520～1580℃。從澆注的錠中切取試樣，在液態(tài)的鋅基合金(Zn-5%Al)和鋁基合金(Al-8%Si)中進(jìn)行連續(xù)性腐蝕試驗(yàn)，試驗(yàn)采用失重法測定其腐蝕率，試驗(yàn)結(jié)果列入表2。為了對比，還將1Cr17、08F、304SS三個(gè)合金的成分及腐蝕性能分別列入表1和表2。
表1本發(fā)明實(shí)施例與對比合金化學(xué)成分(重量%)
表2本發(fā)明實(shí)施例和對比合金腐蝕性能
權(quán)利要求
1.一種耐熔融金屬腐蝕的合金，其特征在于化學(xué)成分(重量%)為C0.25～0.65%，Si2.5～5.2%，Mn0.5～1.5%，Cr5～15%，Mo0.5～3.5%，RE0.1～0.3%，Al≤6%，余為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于合金的化學(xué)成分(重量%)中，Al≤6%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐熔融金屬腐蝕的合金。主要適用于熱鍍鋅和熱鍍鋁帶鋼的生產(chǎn)裝置。其化學(xué)成分(重量％)為C0.25～0.65％，Si2.5～5.2％，Mn0.5～1.5％，Cr5～15％，Mo0.5～3.5％，RE0.1～0.3％，Al≤6％，余為Fe。本發(fā)明具有優(yōu)異的抗液態(tài)金屬腐蝕和抗磨損性能。在400～500℃溫度下的液態(tài)鋅基合金和在700℃下的液態(tài)鋁基合金中連續(xù)腐蝕240小時(shí)以上，其腐蝕失重仍很輕微。
文檔編號C22C38/34GK1069773SQ92110329
公開日1993年3月10日 申請日期1992年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月10日
發(fā)明者鄒敦?cái)? 賈天聰, 陳振蘭, 王貽玨, 陳淦生 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院