[发明专利]一种高碳双相不锈钢材料及其制备方法

说明书

本发明涉及合金材料技术领域，具体公开一种高碳双相不锈钢材料及其制备方法。所述高碳双相不锈钢材料包括以下质量百分含量的化学元素：C：0.8％‑1.1％，Si≤1.5％，Mn≤0.8％，P≤0.04％，S≤0.04％，Cr：28.0％‑32.0％，Ni≤0.4％，V≤0.2％，Mo：1.7％‑2.2％，Nb：0.14％‑0.15％，以及余量的Fe。该高碳双相不锈钢材料的制备方法依次包括加热熔化、浇注和热处理。本发明提供的高碳双相不锈钢材料经过热处理后兼具高硬度和高抗拉强度，用其生产渣浆泵过流部件的成品率高，镍含量要求低，耐蚀性能好，可完全满足湿法磷酸工业领域和磷复肥生产领域所用设备的耐蚀性要求。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种高碳双相不锈钢材料及其制备方法。

背景技术

在湿法磷酸工业领域和磷复肥生产领域中，输送物质的固含量多在35％以上、pH低，具有极高的腐蚀性。高铬镍钼合金虽具有较高的耐磨蚀和耐腐蚀特性，但我国是一个贫镍的国家，将高铬镍钼合金用于肥生产中的输送设备，材料成本较高，无法大范围推广使用。

Cr30Mo2材料的金相组织为铁素体+少量奥氏体+碳化物，是高铬、高硬度的铸造合金，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能，是湿法磷酸工业中抗磨蚀、抗腐蚀的优选材料，是磷复肥生产中输送设备的理想用材。且Cr30Mo2材料的镍含量要求低，而且耐磨蚀、耐腐蚀通用性超过高铬镍钼合金，材料成本较低，具有很好的使用性。但Cr30Mo2材料的开裂倾向大，铸造难度大，按材料配比进行控制，加工后成品率低于60％，且按国外推荐Cr30Mo2材料热处理工艺，材料的硬度和抗拉强度指标均低于要求，致使其在渣浆泵应用中耐磨、耐承压性能不能满足要求，推广难度较大。

发明内容

针对现有在湿法磷酸工业领域和磷复肥生产领域中所用材质的耐磨、耐蚀性能存在的上述问题，本发明提供一种高碳双相不锈钢材料及其制备方法，该高碳双相不锈钢材料经过热处理后其金相组织为铁素体+少量奥氏体+粒状共晶碳化物+二次碳化物，兼具高硬度和高抗拉强度，用其生产渣浆泵过流部件的成品率高，镍含量要求低，成本低，耐蚀性能好，可完全满足湿法磷酸工业领域和磷复肥生产领域所用输送设备的耐蚀性要求。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种高碳双相不锈钢材料，包括以下质量百分含量的化学元素：

C：0.8％-1.1％，Si≤1.5％，Mn≤0.8％，P≤0.04％，S≤0.04％，Cr：28.0％-32.0％，Ni≤0.4％，V≤0.2％，Mo：1.7％-2.2％，Nb：0.14％-0.15％，以及余量的Fe。

在上述高碳双相不锈钢材料体系中，Cr、Mo保证了材料的耐电化学腐蚀和耐晶间腐蚀性；Ni降低了铸铁中奥氏体转变临界冷却速度，提高材料淬透性和硬化性能，增加材料的耐磨性；Mo细化了初生奥氏体晶粒，一部分直接与C结合形成高硬度碳化物，一部分溶入铬碳化合物中，提高了碳化物的硬度和强度，增加材料的耐磨性，改善了材料性能，剩余部分固溶于奥氏体及转变产物，强烈推迟了奥氏体的铁素体转变，CCT曲线右移，提高了材料的耐磨性；Si和氧亲和力大于铬和锰，在熔炼中可以减少这些合金元素的烧损；Nb可形成碳化物阻止高温下奥氏体的晶粒尺寸长大，细化晶粒，降低了材料开裂倾向；V可细化初生奥氏体晶粒和共晶碳化物，且对材料的抗弯、抗拉强度有明显效果。