[发明专利]一种三通管件用薄壁不锈钢及其制备方法

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种三通管件用薄壁不锈钢及其制备方法。通过在基础不锈钢的表面包覆Zr改性分子筛膜，大大增加了不锈钢在恶劣环境中的耐腐蚀性能，而该分子筛膜可再生，既节约资源又环保。通过控制薄壁不锈钢的板平面各向异性指数△r≤0.75，有助于获得塑性延伸强度及产品质量优良的薄壁不锈钢；同时，控制不锈钢的表面粗糙度Ra≤0.5，有助于获得表面质量优异的薄壁不锈钢。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种三通管件用薄壁不锈钢及其制备方法。

背景技术

三通管件是一种常用的管道元件，一般是通过不锈钢管材胀形来获得的，其主要是依靠不锈钢材料的塑性拉伸，在压力作用下使直径较小的管坯沿径向向外扩张，冷挤压成型。

薄壁不锈钢管件由于其优良的力学性能、防腐抗蚀能力及较低的重量和成本，广泛适用于输送各种流体的管道系统。不锈钢材料的化学稳定性，使得它特别适用于要求对流体无污染的管道输送系统，如城市的供水管道等。我国于2001年8月24日同时发布了《薄壁不锈钢水管》、《薄壁不锈钢卡压式管件》两项行业标准来大力推广不锈钢薄壁管道在我国城市供水系统中的应用。可见，薄壁不锈钢在国民生活中发挥的作用越来越突出，因此，开发性能更加优越的薄壁不锈钢材料已然成为了本领域技术人员的重要研究方向之一。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种抗拉强度、塑性延伸强度、耐腐蚀性能及表面质量良好的薄壁不锈钢。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种三通管件用薄壁不锈钢，其表面包覆有Zr改性分子筛膜，所述薄壁不锈钢由如下重量百分比的成分制成：碳粉≤0.07％、铬粉：17.5-19.5％、镍粉：8-10.5％、锰粉≤2％、硅粉≤0.75％、S≤0.03％、P≤0.045％、N≤0.1％、余量为铁粉及不可避免的杂质。

为了增强薄壁不锈钢对环境的耐蚀性，仅仅通过合金元素的相互作用是非常受局限的，因此现有技术中在其表面制备分子筛膜来获得耐蚀性能较好的不锈钢产品，而普通的分子筛膜由于与基体的结合力较弱，导致产品在使用过程中分子筛膜起皮脱落，而无法对基体起到持久保护，大大缩短了产品的使用寿命，造成资源浪费，另外，现有包覆分子筛膜不具备良好的疏水性能，为此，本发明对选用Zr改性分子筛膜，其具有均匀连续的片层结构、较大的比表面积和较低的表面能，使得与不锈钢表面的结合力大大增强，而且可再生，既节约资源又环保。

作为优选，上述薄壁不锈钢的板平面各向异性指数满足：Δr＝r₀+r₉₀-2r₄₅，其中r₀是纵向试样的厚相异性指数，r₉₀是横向试样的厚相异性指数，r₄₅是与轧制方向成45°的厚相异性指数，所述薄壁不锈钢的板平面各向异性指数Δr≤0.75。本申请要获得塑性延伸强度及产品质量优良的薄壁不锈钢，其板平面各向异性指数Δr不能超过0.75，否则会在不锈钢拉延件的边沿形成凸耳，降低不锈钢材料延伸强度的的同时，还会影响材料的利用率及不锈钢管件的质量。

作为优选，上述薄壁不锈钢的表面粗糙度R_a≤0.5μm。如此，该薄壁不锈钢作为三通流体管道使用时表面不易黏附其他物质而保持长久的表面稳定性且不易产生污染性逸出物，同时还有助于对表面进行后续再加工和精加工，也有助于与分子筛膜更好的结合。

本发明的第二个目的在于提供一种三通管件用薄壁不锈钢的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：将分子筛、Zr源分别用蒸馏水溶解成溶液一和溶液二，然后边搅拌边向溶液一中依次加入溶液二和丙基三乙氧基硅烷，待混合均匀制得分子筛凝胶，备用；

S2：按上述重量百分比称取不锈钢原料，球磨，充分混合得合金粉；

S3：将合金粉压制成生坯，烧结，精加工得薄壁不锈钢半成品；