[发明专利]一种合金材料的制备方法

说明书

本申请属于金属领域，具体涉及一种新型合金材料的制备方法。本发明所提供的制备方法，通过对合金原料分批加入的控制，降低部分合金原料在高温条件下被氧化的概率，保证合金成品中的氧和其他杂质含量维持在较低水平；并在后期通过适当的热加工、冷加工及退火处理，制备得到了一种具有晶粒细小均匀的铁素体结构的新型合金材料。根据上述制备方法得到的合金材料包括：17.0wt％～27.0wt％的Cr、0～10.0wt％的Al、0～2.0wt％的Ni、0～3.0wt％的Mo、0～2.0wt％的Ti、0～2.0wt％的Nb和余量的Fe。经实验测定，证明在本发明制备方法下制备得到的新型合金具有良好的耐K⁺、Na⁺、Cl^‑腐蚀性能和耐高温腐蚀性能，可应用与生物质电站锅炉过热管的制备，延长管材寿命。

技术领域

本发明属于金属领域，具体涉及一种合金材料的制备方法。

背景技术

生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。可再生、无污染的生物质燃料，是未来绿色可再生能源的发展方向之一，具有广阔的发展前景。然而，生物质燃料如秸秆等由于在生长过程中吸收大量的矿物质、盐类等，燃烧气氛中含有 K⁺、Na⁺、Cl^-等离子及其盐类，与过热器管材接触容易发生腐蚀作用，夺取管材表面氧化物保护膜中的氧，腐蚀管材中含铁的低熔点氯化物和硫化物，进一步促进管材腐蚀过程持续发生。因此，与燃煤发电相比，生物质燃烧发电对电站锅炉过热管等设备的耐腐蚀性能要求较高。

目前国内外生物质电站锅炉过热器管材常用的合金材料为TP91合金、304 不锈钢和HR3C合金等。然而，在高温且含有K⁺、Na⁺、Cl^-等离子和水汽等条件下，TP91合金和304不锈钢表层的氧化物、碳化物的保护作用有限，这类火电用锅炉过热器管材会很快结垢并被腐蚀和氧化，使用寿命因此缩短。对于 HR3C合金，其成分为25Cr-20Ni-Nb-N，虽然具备一定的高温耐K⁺、Na⁺、Cl^-等离子腐蚀性能，但是这种合金为奥氏体结构的合金，含有大量的Ni元素，价格比较高，且管材加工有一定难度。

因此，研发出一种制备方法，以制备得到一种耐高温腐蚀、成本低廉的合金材料，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备方法，以制备得到一种耐高温腐蚀、成本低廉的合金材料，用于制备生物质电站锅炉过热管，减轻K⁺、 Na⁺、Cl^-等离子的腐蚀作用，延长管材的使用寿命。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种合金材料的制备方法，包括以下步骤：

a)称量各成分的原料；

b)将Cr、Ni、Mo、Nb和Fe置于真空感应炉；对炉膛抽真空并进行加热，使原料熔化；脱气后，加入Al和Ti并快速混合，得到熔液；

c)将步骤b)所述熔液进行浇铸，得到铸件；

d)将铸件经过热加工、退火处理和冷加工，制得所述合金材料。

优选的，所述合金材料包括：17.0wt％～27.0wt％的Cr、0～10.0wt％的 Al、0～2.0wt％的Ni、0～3.0wt％的Mo、0～2.0wt％的Ti、0～2.0wt％的 Nb和余量的Fe。