[发明专利]超级双相不锈钢泵壳的熔模铸造工艺

说明书

本发明涉及一种超级双相不锈钢泵壳的熔模铸造工艺，属于熔模铸造工艺技术领域。其通过原材料的准备、预热、熔炼、型壳焙烧、浇注和热处理制备得到铸件产品。本发明能够通过普通的200kg中频感应电炉制备CD3MWCuN超级双相不锈钢泵壳，制备所得的铸件力学性能优异，晶界腐蚀和焊缝RT探伤测试结果均合格，克服了高性能泵壳体精铸件的裂纹缺陷。

技术领域

本发明涉及一种超级双相不锈钢泵壳的熔模铸造工艺，具体涉及一种非真空中频感应电炉熔炼CD3MWCuN双相不锈钢铸造合金铸造工艺，属于熔模铸造工艺技术领域。

背景技术

化工泵作为工业、城市给排水、液体输送设备，其种类繁多，应用领域十分广泛。

人们发现奥氏体不锈钢在有应力腐蚀破裂的环境中常常失效，研究发现铁素体可以降低不锈钢对应力腐蚀破裂的敏感性。为了解决奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题，双相不锈钢便得到了重视与发展。

双相不锈钢是指不锈钢中既有奥氏体(A相)又有铁素体(F相)组织结构的钢种，而且二相组织要独立存在，目前最常用的是两相各约占50％的双相不锈钢。由于不锈钢中具有A+F双相组织结构且比例相当，它兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，它的屈服强度是普通不锈钢的2倍，在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣(如海水，氯离子含量较高)的条件下，用双相不锈钢材质做的泵体其抗点蚀、耐氯化物应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高镍的奥氏体不锈钢相媲美，因此说它也是一种节镍型不锈钢。

本发明以生产“一种高性能的CD3MWCuN超级双相不锈钢泵壳精密铸件”的实际生产经验，展开对超级双相不锈钢的研究。

铸件材质CD3MWCuN在美国ASTM A890/A890M标准中牌号是6A，属于第三代超级双相不锈钢。CD3MWCuN合金属25Cr7NiMoN类型中含W、Cu的特种超级双相不锈钢，在海洋石化工业的应用不断增加。在精密铸造生产泵壳铸件的过程中，同样规格型号的泵壳精密铸件，材质为300系列奥氏体不锈钢时，生产工艺成熟且产品质量稳定，而仅仅是把材质改成超级双相不锈钢再采用奥氏体不锈钢的铸造工艺生产，结果出现了意想不到的裂纹等铸造缺陷。

经过研究发现，超级双相不锈钢中，因为铁素体的含量与奥氏体相当使该钢种在铸造过程中的脆性加大、钢水的流动性变差、铸件冷却过程中晶粒容易粗大、造成裂纹的倾向明显加大，又由于氮含量的提高使铸件凝固过程中，容易产生气孔、氧化夹渣等缺陷，这些缺陷又会作为裂纹源而使铸件发生裂纹的几率增加等。因此，该钢种在精密铸造生产过程中，除了铸造工艺要优化设计以外、熔炼工艺方案设计与控制是成败的关键。

根据CD3MWCuN超级双相不锈钢的铸造特性，生产上如能用真空感应炉熔炼效果较好，但由于真空感应炉熔炼操作复杂,成本高，而且企业往往就只有非真空中频感应电炉，按常规熔炼不锈钢工艺方法，力学性能，金相组织很难稳定。常规生产时，还会出现裂纹现象且氩焊技术要求高，控制不好还会引起补焊区周围产生新的裂纹。

因此，对于像CD3MWCuN(6A)超级双相不锈钢来说，如何实现利用现有的非真空中频感应电炉现场条件，也能生产出满足材质技术标准和顾客要求的高性能泵壳精密铸件的目标，突破现有非真空中频感应电炉不能正常生产超级双相不锈钢精密铸件的缺陷，成了目前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种超级双相不锈钢泵壳的熔模铸造工艺，能够通过非真空中频感应电炉正常生产超级双相不锈钢精密铸件。

本发明的技术方案，一种超级双相不锈钢泵壳的熔模铸造工艺，其特征是步骤如下：

(1)原材料的准备：准备所需原材料，将原材料入炉前应首先用光谱分析仪进行成分检测，并控制含碳量不超过要求；