[发明专利]一种耐低温泵阀用合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐低温泵阀用合金材料及其制备方法，该合金材料由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.03‑0.07%、铌0.1‑0.5%、锆3.5‑4.2%、硼1.1‑1.9%、硅4.3‑5.1%、镁11.6‑12.4%，余量为铝。将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中抽真空加热、充入惰性气体加热、冷却，再与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中加热、静置、降温即得。本发明制得的合金具有优异的耐低温性能，在20K低温环境下仍保持较高的强度、塑性和韧性，不易发生冷脆低温转变，抗疲劳性强，经久耐用，可用于制造泵阀等，使其极适于应用极寒地区工作使用。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体是一种耐低温泵阀用合金材料及其制备方法。

背景技术

泵阀是泵和阀门的统称。泵和阀常常联系在一起的原因是使用场合。就是说有泵的地方一般都有阀门，有的地方往往需要泵。它们都用于液体输送的地方。当然，阀门还用于气体。泵阀工作的环境多样，恶劣，对材质的要求很高，目前泵阀用的合金钢有多种多样，技术有很大进步，耐磨性、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能等均有提高。但是在特殊场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，特别是在输送液氢(20K)、液氧(90K)的过程中，对泵阀的耐低温性能要求很高，然而现有市场上的泵阀低温下容易发生脆化现象，其强度、塑性、韧性等力学性能急剧降低，限制了其使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐低温泵阀用合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.03-0.07%、铌0.1-0.5%、锆3.5-4.2%、硼1.1-1.9%、硅4.3-5.1%、镁11.6-12.4%，余量为铝。

作为本发明进一步的方案：所述耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.04-0.06%、铌0.2-0.4%、锆3.7-4.0%、硼1.3-1.7%、硅4.5-4.9%、镁11.8-12.2%，余量为铝。

作为本发明进一步的方案：所述耐低温泵阀用合金材料，由以下按照质量百分比的成分组成：铽0.05%、铌0.3%、锆3.8%、硼1.5%、硅4.7%、镁12.0%，余量为铝。

一种耐低温泵阀用合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将硼、硅、镁、铝放入真空熔炼炉中，抽真空至6.5×10^-3Pa以上，开始升温，待温度升至700-720℃后在该温度下保持1.1-1.3h，继续升温至1080-1100℃时停止抽真空并向真空熔炼炉中充入惰性气体至2.2×10³Pa，在该温度下搅拌0.8-1h；然后继续升温至1220-1240℃，再充入惰性气体至8.5×10⁴Pa，在该温度下搅拌1-1.2h；将合金液冷却，得到中间合金；

2）将中间合金与铽、铌、锆置入真空熔炼炉中，升温至650℃，并在该温度下抽真空至7×10^-3Pa以上，然后在55-60min的时间中升温至900-920℃，并在该温度下保温0.5-0.6h，然后每分钟上升1℃，升温至1000℃，再该温度下保温0.5-0.8h，然后每2min升温1℃，升温至1350℃，静置1-1.2h；然后再在30min的时间里降温至980℃，并在该温度下保温2.2-2.5h，再降温至700℃，并在该温度下保温3-3.3h，然后降温至500℃，并并在该温度下保温8-10h降温即得。

作为本发明进一步的方案：步骤1）中，温度升至710℃后在该温度下保持1.2h。

作为本发明进一步的方案：步骤1）中，升温至1090℃时停止抽真空。

作为本发明进一步的方案：步骤2）中，静置1.1h。