專利名稱：一種耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為耐液態(tài)鋅腐蝕材料及其制備方法，特別涉及一種耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼及其制備方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
鋼鐵材料使用中極易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。金屬的腐蝕是材料在各種環(huán)境作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使材料性能下降、狀態(tài)改變，直至損壞變質(zhì)的一種自然現(xiàn)象。按腐蝕過程中的作用機(jī)理可將金屬腐蝕分為四大類化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、在機(jī)械因素作用下的腐蝕以及生物腐蝕。腐蝕不僅影響材料的外觀，而且直接影響設(shè)備、構(gòu)件、車輛、橋梁、船舶、建筑物等的使用壽命。腐蝕的危害是嚴(yán)重和普遍的。腐蝕危害可歸納為直接損失、間接損失、人身事故和環(huán)境污染、阻礙新技術(shù)的發(fā)展、浪費(fèi)資源等。
金屬材料的腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)帶來的損失十分驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上每年因腐蝕而失效的金屬制品的重量約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的三分之一。在工業(yè)發(fā)達(dá)且鋼鐵防護(hù)技術(shù)應(yīng)用廣泛的英美兩國，因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2％～4％，我國由于鋼材的防護(hù)措施實(shí)施不利，腐蝕造成的損失所占比例更大。另外，腐蝕還造成設(shè)備修理、更換和停產(chǎn)等損失。為了防止金屬腐蝕，通常都動用很大的人力、物力來采取保護(hù)措施；在金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中由于防止過早腐蝕而采用較大的安全系數(shù)，造成降低結(jié)構(gòu)性能的損失；產(chǎn)品被腐蝕產(chǎn)生污染，造成廢品；由于腐蝕而造成嚴(yán)重事故等，這些間接損失比起被腐蝕金屬本身的價(jià)值更是無法估量。因此，提高金屬材料耐蝕性，一直是國內(nèi)外材料研究者不斷關(guān)注并力求實(shí)現(xiàn)的課題。
除貴金屬外，所有金屬和合金材料置于空氣或水溶液中時(shí)，都要在其表面上生成氧化物或氫氧化物構(gòu)成的銹。從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，不穩(wěn)定的游離態(tài)金屬變成穩(wěn)定的銹是金屬或合金腐蝕的主要原因，即腐蝕反應(yīng)的原動力是金屬變成氧化物或氫氧化物反應(yīng)的熱力學(xué)親和力。一般認(rèn)為金屬的腐蝕反應(yīng)大部分是以電化學(xué)反應(yīng)方式進(jìn)行的。因此，常用的防腐措施包括改變金屬本身組成、對金屬表面進(jìn)行處理及對環(huán)境進(jìn)行處理。但是，改變金屬本身耐蝕性往往意味著加入較多價(jià)格昂貴的鎳、鉬、鉻等合金元素，這無疑將增加金屬材料生產(chǎn)成本，難以被廣泛使用。在大多數(shù)情況下，變換材料使用環(huán)境也是不太可能的。研究發(fā)現(xiàn)，表面處理是提高材料耐蝕性最有效的方法之一，目前已在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。金屬材料的表面處理，特別是鋼板表面的涂鍍處理，已作為長期保持鋼鐵結(jié)構(gòu)性能的方法之一而得到廣泛的研究。其中，涂鍍錫、鋅等涂層是應(yīng)用最為廣泛的鋼鐵材料保護(hù)方法，是改善鋼板耐蝕性能的重要途徑。涂鍍層鋼板一般比普通冷軋?zhí)间摪迥痛髿飧g能力高幾倍到幾十倍，此外還具有良好的成形性和涂漆性。因此，世界各國都大力發(fā)展涂鍍層鋼板，有的甚至占冷軋鋼板產(chǎn)量的50％，占鋼產(chǎn)量的13％。
電鍍鋅和熱鍍鋅鋼板是涂鍍層產(chǎn)品中的主要品種。為了改善電鍍鋅鋼板表面質(zhì)量，提高電鍍鋅鋼板耐蝕性，在電鍍鋅鋼板生產(chǎn)中，鍍液中鋅離子的補(bǔ)充使用顆粒均勻的鋅粒。在鋅粒制備過程中，液態(tài)鋅對爐體及液態(tài)鋅的輸送管道腐蝕嚴(yán)重，造成爐體和液態(tài)鋅的輸送管道使用壽命縮短、鋅粒生產(chǎn)效率下降。另外，在熱鍍鋅鋼板生產(chǎn)過程中，由于液態(tài)鋅對鋼制熱鍍鋅的工藝裝備有強(qiáng)烈的腐蝕作用，從而導(dǎo)致鋼制鍍鋅設(shè)備壽命短，阻礙熱鍍鋅工業(yè)的發(fā)展。為了解決液態(tài)鋅對工業(yè)設(shè)備的腐蝕難題，許多研究工作者對抗液態(tài)鋅腐蝕材料進(jìn)行了研究。中國發(fā)明專利CN1916216公開了一種抗鋅液腐蝕鐵基整體材料，其技術(shù)方案要點(diǎn)是以硼鐵為基體材料，通過在硼鐵中加入鋁冶煉成Fe-B-Al合金，其中鋁含量(重量成分wt％)為17％-29％，硼含量(重量成分wt％)為2.7％-8％，其余為鐵。該發(fā)明通過以硼鐵為基體材料，加入大量合金元素鋁，形成與鋅液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的鐵鋁金屬間化合物，具有良好的耐液鋅腐蝕性；少量的硼富集于晶界起凈化晶界作用，改善了材料的脆性，提高了材料的韌性。該發(fā)明材料中含有較多的鋁，導(dǎo)致材料熔煉困難，夾雜物多，降低材料強(qiáng)度，另外較多的鋁也增加材料生產(chǎn)成本。中國發(fā)明專利CN1449876公開了一種耐鋅液腐蝕的涂層及其使用方法。涂層為完全由無機(jī)材料組成的懸浮液，以六方氮化硼及少量高溫粘結(jié)劑磷酸鋁為主要固體組分，以水和丙酮為主要液體組分，其中固體重量百分比含量為16-55％，液體重量百分比含量為84-45％。使用時(shí)，按照比例配成懸浮液后，先進(jìn)行工件的清理和工件表面預(yù)處理，然后采用浸涂、刷涂或噴涂等方式涂覆于經(jīng)過預(yù)處理的金屬表面，待自然晾干后，再隨爐加熱、冷卻后使用。該發(fā)明涂層涂覆在鋼質(zhì)金屬工具與容器表面，可保證金屬件與鋅液不潤濕，并具有抗熱沖擊、耐腐蝕特點(diǎn)，能夠顯著延長與鋅液相接觸的鋼鐵容器、工件的使用壽命。該發(fā)明涂層與鋼鐵材料表面是機(jī)械結(jié)合，使用中，在機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力作用下，涂層易開裂、剝落，無法確保鋼鐵材料的耐液態(tài)鋅腐蝕。
中國發(fā)明專利CN1528554公開了一種耐液態(tài)鋅和含鋁鋅基合金腐蝕的堆焊焊條，它由金紅石、大理石、螢石、長石、云母、鉻粉、硅鐵、錳鐵、鉬鐵、鋁鐵、鎳粉、鈦白粉、鈦鐵、稀土組成。該發(fā)明通過提高Si含量(Si＞2％)，并添加Cr元素可以抑制鋅鐵合金化反應(yīng)，增加Mn含量可以降低鋅液對鋼基的浸潤性，增加Ni、Cr元素可以有效地降低含鋁鋅液的鋅鐵合金化反應(yīng)。通過合理選擇熔敷金屬中的硅、錳、鎳、鉻、鉬等元素，優(yōu)化各元素的含量，使熔敷金屬有良好的耐鋅液腐蝕性。該發(fā)明適用于耐鋁含量為0-7％鋅液和液態(tài)鋅基合金的腐蝕。其堆焊層的壽命為低碳(C＜0.03％)、低硅(Si＜0.03％)鋼材的3-50倍。該發(fā)明材料需要采用堆焊方法沉積到鋼鐵材料表面，工藝復(fù)雜，而且堆焊過程中，鋼鐵結(jié)構(gòu)材料易出現(xiàn)變形。中國發(fā)明專利CN1804126公開了一種鋼鐵制品抗熔融鋅液腐蝕的方法。是將耐480～960℃高溫、抗鋅液腐蝕、含多種氧化物組份的柔性布，包覆在待保護(hù)的鋼鐵制品表面，將待保護(hù)的鋼鐵制品與熔融鋅液隔離。該發(fā)明克服現(xiàn)有抗鋅液腐蝕方法的專用鋼材生產(chǎn)困難、價(jià)格貴；涂層施工復(fù)雜、易脫落；滲層只適合小件并且難以獲得足夠厚的耐蝕滲層；耐火材質(zhì)鋅鍋價(jià)格昂貴、可用空間小、加熱器件易損等問題。該發(fā)明抗熔融鋅液腐蝕的柔性布使用中易磨損和破裂，無法保證工業(yè)生產(chǎn)的安全性。另外，少數(shù)難熔金屬(W、Mo、W-Mo合金)的抗液態(tài)鋅腐蝕效果好[Hoffman N J and Minkoff I.Corrosionby Liquid Metal.NewYorkPlenum，1970]，但因成本高、性脆大、不易加工、易氧化，在鍍鋅工業(yè)中推廣應(yīng)用困難。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉、強(qiáng)度高、韌性好和抗液態(tài)鋅腐蝕性能優(yōu)良的高硼鑄鋼及其制造方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn) 一種耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼，其特征在于，制得的該高硼鑄鋼的化學(xué)成分及其重量百分比為C＜0.15％，Si＜0.40％，Mn＜0.40％，B5.0％～7.0％，Ce0.05％～0.15％，Cr1.5％～3.0％，Al0.80％～1.50％，其余為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)。
上述耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼的制備方法，其特征在于，按以下工藝步驟制備 ①首先將純鐵、低碳硼鐵和微碳鉻鐵混合加熱熔化； ②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1580～1650℃，加入鋁脫氧和合金化，而后出爐； ③將純鈰稀土合金用薄鋼片包好，然后壓入爐內(nèi)； ④然后用鑄型澆注高硼鑄鋼鑄件或試樣，鋼水澆注溫度為1480～1530℃； ⑤高硼鑄鋼在180～220℃進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，退火保溫時(shí)間與鑄件尺寸有關(guān)，按下式確定 t＝k·D+90(1) 式中t-保溫時(shí)間，min；k-加熱系數(shù)，2.0～4.0min/mm；D-鑄件有效厚度，mm。
本發(fā)明的耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn) 強(qiáng)度高，韌性好，耐液態(tài)鋅腐蝕優(yōu)良，使用過程中不斷裂，使用性能明顯優(yōu)于普通耐液態(tài)鋅腐蝕材料，且生產(chǎn)工藝簡單，不含貴重合金元素，生產(chǎn)成本低廉，使用本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼，可以顯著提高設(shè)備作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明制備的高硼鑄鋼，主要特點(diǎn)是在純鐵中加入硼鐵，目的是為了獲得鐵硼化合物，鐵硼化合物具有良好的抗液態(tài)鋅腐蝕性能，且呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，具有良好的保護(hù)鋼基體免受液態(tài)鋅腐蝕的能力。另外，在高硼鑄鋼中加入純鈰稀土合金，具有細(xì)化凝固組織，提高鑄鋼強(qiáng)度和韌性作用，另外，鋼中加入適量鈰稀土，具有凈化晶界，改善材料耐液態(tài)鋅腐蝕能力。
高硼鑄鋼的性能是由金相組織決定的，而一定的組織取決于化學(xué)成分，本發(fā)明高硼鑄鋼材料化學(xué)成分是這樣確定的 1)碳鋼中的合金元素對液態(tài)鋅腐蝕速率會產(chǎn)生不同的影響。其中鋼中含碳量是直接影響液態(tài)鋅腐蝕的因素。研究發(fā)現(xiàn)，提高碳含量明顯降低鋼的耐蝕性[Horstmann D.Influence of Carbon Contents in Steel on Attack byMolten Zinc，Arch.Eisenhuttenw.1956，27(2)85]。含碳量小于0.15％范圍時(shí)，鐵的損失量較小，含碳量大于0.15％時(shí)，鐵的損失量逐漸增大，尤其是含碳量大于0.5％以后，鋅對鐵的腐蝕急劇增大。所以對鋼而言，要減少鋅的腐蝕，應(yīng)盡量選擇低碳鋼，因此，合金中碳含量控制在0.15％以下。
2)硼硼原子半徑為0.82，與鐵原子半徑之比大于0.59，因此與鐵化合后形成復(fù)雜的金屬間化合物FeB和Fe2B。FeB為正交點(diǎn)陣，含硼重量百分比16.23％，F(xiàn)e2B為四方點(diǎn)陣，含硼量為8.83％。硼化鐵具有極高的硬度，好的耐磨性和抗高溫氧化性，能在800℃高溫下長期使用而不氧化。另外，硼化鐵還具有良好的耐酸、堿腐蝕性，除硝酸外，對硫酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等都具有非常好的耐蝕性，同時(shí)對液態(tài)鋅也具有非常好的耐蝕性，這在鋼鐵材料滲硼后其耐鋅蝕性有了很大提高的研究中已有定論[劉金海，錢立，雷大為.鑄鐵滲硼層在高溫鋅液中的耐蝕性，材料保護(hù)，1995，28(2)34～361。由于滲硼層很薄，耐蝕壽命不能滿足要求。單純用FeB和Fe2B燒結(jié)而成的合金，耐蝕性好，脆性很大，在鋅液中容易開裂和斷裂。鋼中加入硼后，易形成連續(xù)網(wǎng)狀分布的鐵硼化合物。研究發(fā)現(xiàn)，隨著硼含量增加，硼化物數(shù)量增加，鋼的耐蝕性明顯提高。當(dāng)硼含量低于2％時(shí)，合金的腐蝕雖然還很強(qiáng)烈，腐蝕層狀剝落嚴(yán)重。但其平均腐蝕速率仍然較不加硼時(shí)明顯下降，當(dāng)含硼量達(dá)到5.0％時(shí)，合金的耐鋅液腐蝕能力較不加硼提高3倍以上，腐蝕形式由不含硼時(shí)的均勻腐蝕逐漸過渡為有選擇的局部腐蝕。隨著硼含量的繼續(xù)增加，硼化物數(shù)量增多，耐鋅液腐蝕性進(jìn)一步改善。但是硼含量過高，鋼中脆性硼化物明顯增多，材料的力學(xué)性能、鑄造性能和加工性能惡化，綜合考慮，將硼含量控制在5.0-7.0％。
3)硅硅對鑄鋼的液態(tài)鋅腐蝕速率的影響與碳有相同的趨勢，微量的硅都會使腐蝕速率大幅增加[Horstmann D.The Influence of SteelComposition on the Attack by Molten Zinc in the Parabolic Range.6thInternational Galvanizing Conference.London，U.K.，(1961)，319]。因此，將硅含量控制在0.40％以下。
4)錳錳含量在1.69％以下時(shí)，鋅液對金屬的腐蝕速率隨錳含量的增加而增加，當(dāng)錳含量超過4.5％時(shí)，反而降低[Wiester H J.Influence ofManganese Contents in Steel on Attack by Molten Zinc.Arch.Eisenhuttenw，1955，26(4)199]。另一方面，錳具有降低溫度對腐蝕的線性影響的作用，當(dāng)錳含量在3～5％時(shí)，溫度對腐蝕的線性影響消失。但是錳含量超過6％時(shí)，由于鋼的內(nèi)部組織發(fā)生變化、馬氏體和中間相的內(nèi)應(yīng)力影響了擴(kuò)散的過程，腐蝕速率再度加劇。綜合考慮材料的加工性能、力學(xué)性能及耐鋅液腐蝕性能，將錳含量控制在0.4％以下。
5)鈰高硼鑄鋼中加入適量鈰稀土合金，可以細(xì)化凝固組織，提高鑄鋼的強(qiáng)度和韌性，另外，部分鈰還具有凈化晶界，改善鑄鋼耐液態(tài)鋅腐蝕能力，加入過量的鈰稀土合金，反而導(dǎo)致鋼中稀土夾雜物增多，不利于改善鑄鋼的力學(xué)性能和耐鋅液腐蝕性，因此，將鈰含量控制在0.05-0.15％。
6)鉻鉻部分存在于硼化物，部分存在于基體，存在于基體中的鉻，可以改善基體耐蝕性，存在于硼化物中的鉻，可以降低硼化物脆性，提高鑄鋼強(qiáng)度和韌性，鉻加入量過多，將會損害硼化物耐蝕性，綜合考慮將鉻含量控制在1.5-3.0％。
7)鋁鋼中加入鋁具有脫氧、凈化鋼液，提高鑄鋼耐蝕性作用，殘留的鋁主要固溶于鋼的基體中，提高基體耐蝕性，加入量過多，易出現(xiàn)過多夾雜物，反而損害鋼的強(qiáng)度、韌性，降低鋼的耐蝕性，綜合考慮將鋁含量控制在0.80-1.50％。
另外，本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼，為了保證含碳量、含硅量和含錳量符合成分要求，首先在原材料選擇方面盡量選用碳、硅和錳含量較低的硼鐵和微碳鉻鐵，另外采用工業(yè)純鐵補(bǔ)充鋼中的鐵。通過采用上述措施，可以使鋼中的成分符合要求。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，需要說明的是以下的實(shí)施例是本發(fā)明較優(yōu)的例子，用于對本發(fā)明更清楚的理解，這些實(shí)施例并不限定本發(fā)明。
實(shí)施例1 用500公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉高硼鑄鋼，其制備工藝步驟如下 ①首先將工業(yè)純鐵、低碳硼鐵和微碳鉻鐵混合加熱熔化； ②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1620℃，加入鋁脫氧和合金化，而后出爐； ③將純鈰稀土合金用薄鋼片包好，然后壓入爐內(nèi)； ④然后用鑄型澆注高硼鑄鋼鑄件，鑄件厚度30mm，鋼水澆注溫度為1510℃； ⑤高硼鑄鋼在200℃進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，退火保溫時(shí)間190min。高硼鑄鋼的化學(xué)成分見表1，高硼鑄鋼的力學(xué)性能和液態(tài)鋅腐蝕性能見表2。
表1高硼鑄鋼化學(xué)成分 表2高硼鑄鋼的力學(xué)性能和液態(tài)鋅腐蝕性能 實(shí)施例2 用150公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉高硼鑄鋼，其制備工藝步驟如下 ①首先將工業(yè)純鐵、低碳硼鐵和微碳鉻鐵混合加熱熔化； ②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1591℃，加入鋁脫氧和合金化，而后出爐； ③將純鈰稀土合金用薄鋼片包好，然后壓入爐內(nèi)； ④然后用鑄型澆注高硼鑄鋼鑄件，鑄件厚度50mm，鋼水澆注溫度為1488℃； ⑤高硼鑄鋼在190℃進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，退火保溫時(shí)間240min。高硼鑄鋼的化學(xué)成分見表3，高硼鑄鋼的力學(xué)性能和液態(tài)鋅腐蝕性能見表4。
表3高硼鑄鋼化學(xué)成分 表4高硼鑄鋼的力學(xué)性能和液態(tài)鋅腐蝕性能 實(shí)施例3 用350公斤中頻感應(yīng)電爐熔煉高硼鑄鋼，其制備工藝步驟如下 ①首先將工業(yè)純鐵、低碳硼鐵和微碳鉻鐵混合加熱熔化； ②爐前調(diào)整成分合格后將溫度升至1644℃，加入鋁脫氧和合金化，而后出爐； ③將純鈰稀土合金用薄鋼片包好，然后壓入爐內(nèi)； ④然后用鑄型澆注高硼鑄鋼鑄件，鑄件厚度60mm，鋼水澆注溫度為1495℃； ⑤高硼鑄鋼在210℃進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，退火保溫時(shí)間280min。高硼鑄鋼的化學(xué)成分見表5，高硼鑄鋼的力學(xué)性能和液態(tài)鋅腐蝕性能見表6。
表5高硼鑄鋼化學(xué)成分 表6高硼鑄鋼的力學(xué)性能和液態(tài)鋅腐蝕性能 取本發(fā)明高硼鑄鋼，用于制備加工金屬鋅粒的熔化爐體，具有強(qiáng)度高、耐液態(tài)鋅腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)，其使用壽命比不銹鋼爐體提高3-5倍；取本發(fā)明高硼鑄鋼，用于制備加工金屬鋅粒時(shí)的鋅液輸送管道，具有強(qiáng)度高、抗斷裂性能優(yōu)良等特點(diǎn)，克服了石墨輸送管易斷裂和更換頻繁等不足，使用壽命比石墨輸送管提高2.5倍以上；取本發(fā)明高硼鑄鋼，用于制備熱鍍鋅鋅鍋內(nèi)的轉(zhuǎn)向輥，耐蝕性和耐磨性好，使用壽命達(dá)到不銹鋼轉(zhuǎn)向輥的4-6倍。
本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)本發(fā)明高硼鑄鋼金相顯微組織由網(wǎng)狀硼化物和鐵素體與少量珠光體構(gòu)成的金屬基體組成，耐液態(tài)鋅腐蝕性能優(yōu)良，在500℃鋅液中的腐蝕速率為25-40/g/m2.h，而普通鋼鐵材料的腐蝕速率大于180g/m2.h； (2)本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼的強(qiáng)度高、韌性好，其中抗拉強(qiáng)度大于400MPa，沖擊韌性大于6J/cm2； (3)本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼生產(chǎn)工藝簡單，原材料來源豐富，不含價(jià)格昂貴元素，生產(chǎn)成本低廉； (4)本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼采用電爐熔煉，鑄造方法生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼，其特征在于，制得的該高硼鑄鋼的化學(xué)成分及其重量百分比為C＜0.15％，Si＜0.40％，Mn＜0.40％，B5.0％～7.0％，Ce0.05％～0.15％，Cr1.5％～3.0％，Al0.80％～1.50％，其余為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)。
2.權(quán)利要求1所述的耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼的制備方法，其特征在于，按以下工藝步驟制備
1)首先將工業(yè)純鐵、低碳硼鐵和微碳鉻鐵混合加熱熔化，爐前調(diào)整成分合格后，將溫度升至1580℃～1650℃，加入鋁脫氧和合金化，而后出爐；
2)將純鈰稀土合金用薄鋼片包好，然后壓入爐內(nèi)；
3)然后用鑄型澆注高硼鑄鋼鑄件，鋼水澆注溫度為1480℃～1530℃；
4)高硼鑄鋼鑄件在180～220℃進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，退火保溫時(shí)間與鑄件尺寸有關(guān)，按下式確定
t＝k·D+90(1)
式中t-保溫時(shí)間，min；k-加熱系數(shù)，2.0～4.0min/mm；D-鑄件有效厚度，mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼及其制備方法，其化學(xué)成分是(重量％)C＜0.15，Si＜0.40，Mn＜0.40，B5.0-7.0，Ce0.05-0.15，Cr1.5-3.0，Al0.80-1.50，其余為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)。本發(fā)明的高硼鑄鋼利用電爐便可生產(chǎn)，其金相顯微組織由網(wǎng)狀硼化物和鐵素體與少量珠光體構(gòu)成的金屬基體組成，耐液態(tài)鋅腐蝕性能優(yōu)良，在500℃鋅液中的腐蝕速率為25-40g/m2·h，另外還具有良好的強(qiáng)韌性，其抗拉強(qiáng)度大于400MPa，沖擊韌性大于6J/cm2，使用過程中不斷裂，使用性能明顯優(yōu)于普通耐液態(tài)鋅腐蝕材料，且生產(chǎn)工藝簡單，不含貴重合金元素，生產(chǎn)成本低廉。使用本發(fā)明耐液態(tài)鋅腐蝕的高硼鑄鋼，可以顯著提高設(shè)備作業(yè)率，降低生產(chǎn)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
文檔編號C22C38/32GK101177762SQ200710018799
公開日2008年5月14日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者符寒光, 蔣志強(qiáng), 邢建東, 高義民, 成小樂, 宋緒丁 申請人:西安交通大學(xué)