[发明专利]低成本阀门用铸造双相不锈钢材料

说明书

本发明针对阀门用低成本铸造双相不锈钢材料，其特征在于下列步骤：低成本铸造双相不锈钢化学成分范围为：C：0.03～0.08%，S：＜0.03%，P：＜0.025%，Cr：22～24%，Mn＜1.2%，Ni：4.0～5.0%，Al：0.9～1.1%，Fe：余量。将纯Fe、304不锈钢返回料、等放入感应熔炼炉内，开始熔炼，钢水熔化后，加入铬铁、铝块，控制炉温1480℃～1520℃，化学成分调节合格后，在还原期用中间包添加改质剂进行脱硫、磷处理，反应2～4分钟后造渣、扒渣、浇注模壳；模壳完全凝固冷却、铸件震壳后经抛丸处理，在1050℃保温1小时，采用氮气加压冷却。与现有技术相比，本发明降低原材料成本，确保合金元素匹配和相应的工艺使铁素体‑奥氏体两相比例接近平衡，提高产品质量，满足腐蚀性能要求。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，涉及一种阀门用新型低成本双相不锈钢材料。

背景技术

近年来，石油、化工深加工技术快速发展，对耐高温、耐磨、抗氢腐蚀，耐氢氟酸腐蚀等阀门的需求量进一步增加。不锈钢阀门因其优良的耐蚀性和良好的力学性能，广泛应用于化工、轻工、电力等行业，对系统的安全性和经济运行起着极为重要的作用。不锈钢阀门的使用条件很复杂，主要应用在有毒、高腐蚀、易燃、易爆、高温、高压等危险场合，其失效形式主要是在特定使用环境下，由密封损坏引起的泄露，造成能源、原材料的浪费，对人身安全和国家财产造成极大的损失。

不锈钢阀门生产制造中，用量最大的是300系列奥氏体不锈钢，浙江、江苏、上海等长三角地区的乡镇企业，不锈钢阀门主要以304、316为主，产品形式为阀体、阀盖、阀板和阀杆，应用于压力小于6.4MPa、温度小于200℃强硝酸等介质环境的流体控制设备中。300系列不锈钢阀门具有优异的耐蚀性能，在高耐蚀介质中的需求越来越广。但是，随着我国能源紧张，原材料价格的不断上涨，作为高合金化的300系列不锈钢阀门产品面临着如何节约并有效地使用资源的问题。开发节镍无镍不锈钢材料已成为不锈钢材料的发展方向。

随着冶金及材料技术的进步，节镍型双相不锈钢材料，提高了钢的力学性能和耐蚀性能，已经受到重视。并已在石油化工球阀等通用阀门上得到应用。

目前，国内双相不锈钢主要产品是管、板和复合板，锻件和铸件产量都不大。随着应用的发展，国内外对不锈钢铸件的需求越来越广泛，由于中国铸件的成本较低，欧洲一些国家，美国、日本的铸件目前仍从中国出口，加快铸造双相不锈钢材料的研制，使双相不锈钢铸造产品得以推广应用，将为我国带来大量的经济效益。

我国生产的双相不锈钢铸件主要有两个牌号，即ZG1Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N和ZG1Cr18Mn13Mo2CuN，均为节镍铬锰氮型。与发达国家相比，我国不锈钢含碳、锰量较高。国外研究的双相不锈钢铸件牌号有Zeron 、UR76N、Nirosta4507、CD4MCuN、Grade1B、CE3MN等，其中应用最为广泛的是Zeron牌号，Zeron与铸造奥氏体不锈钢CF-8M及相对应的变形合金AIS316的力学性能相比，屈服强度约为奥氏体钢的2倍。美国常用铸造不锈钢为CF-8（304）、CF-3（304L）和CF-8M（316）及CF-3M9316L），在近年的生产经营中，阀门行业接受了大量的CF类不锈钢阀门订货， CF类不锈钢阀门铸件的生产，形成了比较成熟及稳定的工艺。目前，美国不锈钢阀门公司生产出了两种用双相不锈钢2205制造的用于烟气管道的48英寸阀门。这种材料具有比奥氏体不锈钢高的强度和耐腐蚀性。

发明内容

本发明是一种针对阀门用低成本铸造双相不锈钢材料，其特征在于该方法包括下列步骤：

① 低成本铸造双相不锈钢材料化学成分范围为：

C：0.03～0.08%， S：＜0.03%，P：＜ 0.025%，Cr：22～24%，Mn＜1.2%，Ni：4.0～5.0%，Al：0.9～1.1%， Fe：余量。