[发明专利]一种用于泵过流部件的耐磨耐腐金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，特别涉及一种用于泵过流部件的耐磨耐腐金属材料。

背景技术

国外耐磨材料的生产和应用经过了多年研究与发展的高峰期，现已趋于稳定，并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁的几个阶段，目前已发展为耐磨钢和耐磨铸铁两大类。耐磨钢除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外，根据其含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢；根据合金元素的含量又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢；根据组织的不同还可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢。而耐磨铸铁主要包括低合金白口铸铁和高合金白口铸铁两大类。二者中最具有代表性的是低铬白口铸铁和高铬白口铸铁，而且这两种材料目前在耐磨铸铁中占有主导地位。马氏体或贝氏体、马氏体组织的球墨铸铁在制作小截面耐磨件方面也占有一席之地，中铬铸铁则应用较少。从整体上看，合金白口铸铁的耐磨性优于耐磨铸钢，但后者韧性好，在诸如衬板、耐磨管道等方面有着广泛的应用。我国现有的用于泵过流部件耐磨金属材料有：锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁和高铬铸铁。但这些材料耐磨性还好，但耐酸性较差；而现有的耐酸性材料：如304钢、316钢等各种不锈钢。这些材料耐酸性较好，但耐磨性很差。

发明内容

本发明提供一种用于泵过流部件的耐磨耐腐金属材料，这种材料不仅具有较强的耐磨性，其耐酸性也较好，可明显提高泵的使用寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于泵过流部件的耐磨耐腐金属材料，其特征在于，由下述重量比例的组分熔炼而成：C：1.45-1.65%、Si：1.2-1.7%、Mn：0.5-1.5%、Cr：27-29%，Ni：1.8-2.2%、Cu：1.2-1.7%、S：≤0.15%、P：≤0.15%、余量为Fe。

其中，优选地，所述用于泵过流部件的耐磨耐腐金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：1.5-1.6%、Si：1.4-1.5%、Mn：0.8-1.2%、Cr：27-28%，Ni：1.9-2.1%、Cu：1.4-1.6%、S：≤0.12%、P：≤0.12%、余量为Fe。

其中，优选地，所述用于泵过流部件的耐磨耐腐金属材料由下述重量比例的组分熔炼而成：C：1.5%、Si：1.5%、Mn：1.0%、Cr：28%，Ni：2.0%、Cu：1.5%、S：≤0.10%、P：≤0.10%、余量为Fe。

本发明的设计依据是：

C：碳是钢中的组元之一，本发明的抗磨金属材料，用于泥浆泵的过流部件，加入碳一方面是为了保证合金得到好的强度、硬度、韧性、耐蚀性的配合。含碳量偏低，材料的韧性将得以提高，但耐磨性会不够；含碳量过高，材料的硬度、耐磨性会改善，但韧性会下降。结合泥浆泵泵的需要，本发明的含碳量控制在1.45-1.65%之间。

Si：硅元素能改善铸件的铸造性能，且有利于钢水脱氧除气。铸造高合金钢适当高的硅含量，能在使用过程中提高材料的抗氧化能力。但含硅量过高会增加材质的脆性。因而其含量控制在1.2-1.7%。

Mn：锰主要起脱氧除气作用和提高铸铁的淬透性，但含量过高会产生大量残余奥氏体，对材料耐磨性不利，应控制在0.5-1.5%。

Cr：铬是提高钢的淬透性、使钢强化的重要元素，同时也是提高钢的耐蚀性的重要元素。以往的耐磨衬板材质中，除高铬铸铁含铬量较高以外，一般材质中含铬量多低于5%。本发明衬板选择铬含量为％之间27～29%。因为偏低的含铬量对材料的耐腐蚀性不利；而偏高的铬含量对韧性不利。另外含铬量的选择还要兼顾与碳量的合理匹配。

Ni：加入镍元素可提高钢的耐蚀性、韧性和淬透性，在多元合金化的条件下，Ni与Cr元素共同作用，对耐蚀性的提高作用明显。但由于Ni的价格昂贵，为了控制合金成本，加入量控制在1.8-2.2%。

Cu：Cu能提高韧性和导热性，但过量易生成富铜相和微裂纹，因此，Cu的含量控制在1.2-1.7%。

P、S：S和P均为有害元素，P会引起热脆，S易引起冷脆。为了保证铸铁的强度、韧性和耐磨性，必须严格控制S、P的含量。

采用上述技术方案，本发明所述的抗磨金属材料，具有以下有益效果：

1.与现有技术相比，本发明的耐磨耐酸金属材料，其洛氏硬度HRC=43-49，抗拉强度（σb）≥600MPa，有较高的硬度和耐磨性，同时还具有较高的强度、较好的韧性和耐酸性。