CN104178704B - 一种用于船舶阀门的合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于船舶阀门的合金材料，包括C：0.21％～0.3％，Mn：0.06％～1.0％，P：0.03％～0.04％，S：0.011％～0.045％，Si：0.50％～0.60％，Cu：0.21％～0.30％，Ni：0.01％～0.50％，Cr：0.48％～0.50％，Mo：0.001％～0.002％，V：0.02％～0.03％，La：0.08％～0.10％，Pb：0.21％～0.30％，As：0.011％～0.045％，Pr：0.01％～0.03％，Ce：0.01％～0.03％，Ga：0.01％～0.03％，Al：0.01％～0.03％，Zn：0.01％～0.03％，其余为Fe。本发明所制备的合金材料不但增强了钢材的机械强度，并且大幅度地提高了钢材的抗腐蚀性，具有顺磁性，符合海洋作业需求。
Description
技术领域
本发明属于铁基合金领域，具体涉及一种用于船舶阀门的合金材料及制备方法。
背景技术
船舶工业是现代大工业的缩影，是关系到国防安全及国民经济发展的战略性产业。船舶工业不但为水运交通、能源运输和海洋开发提供装备，而且又是海军舰船装备的主要提供者，也是国民经济和国防建设的战略性产业之一。就现在来看，船舶工业也将要成为我国的一个支柱产业。经过改革开放后二十多年的快速发展，船舶工业已成为我国为数不多的几个具备了较强国际竞争能力的外向型产业之一，成为世界船舶工业的一支重要力量。我国船舶工业造船产量已连续11年位居世界第三位，在世界工业中所占份额由2000年的6％提高到2005年的20％。到2015年我国的船舶产量将达2400万载重吨，达到“世界第一”。世界造船业的未来趋势，从商船来说，仍将是向大型化、高速化、自动化的方向发展，多种类的专用船和兼用船将增加。现在的专用船中有油轮、矿石船、液化气船、运送汽车船、木材运输船、化学药品船等。兼用船中有油和矿石兼用船、矿石和散装货物兼用船、汽车和散装货物兼用船等等。
船用阀门作为船舶的重要***设备，大量应用于船舶各个管路***中阀门应用于船舶领域，其接触介质多为具有腐蚀性的液体与气体，该工况下长期使用会使阀门遭受电化学腐蚀等危害。因此，在阀门的选料选用方面，应选取耐腐蚀、耐锈蚀的材料作为阀门的主要材料。中国专利CN101876020A的专利公开了一种阀球用硬质合金材料及其制备方法，其中硬质合金材料是由以下重量百分比的组分制备而成：40-85％碳化钨，0-38％碳化铬，12-19％镍和1-3％铜。但是，其密度偏高，而且在海水环境下耐压性能较差，不适用于长期用作航海阀门材料。中国专利CN103403201A的专利公开了一种用于海水的铜合金材料，其包含25-40重量％的锌(Zn)、0.5-10重量％的锰(Mn)、0.1-5重量％的镍(Ni)以及余量铜(Cu)，还揭示了所述铜合金材料的制备方法以及由所述铜合金材料制造海水中的结构。耐海水腐蚀性能好，但是，作为耐压的阀门材料，显然是不适合的。
飞速发展的造船形势显现出船舶主要配套产品阀门技术发展速度的严重滞后，中国要成为世界第一造船大国阀门作为船舶的重要配件也应该迅速跟上前进步伐，其中阀门的材料是关键，选取优良的材质制备的阀门是新形势下船舶管系附件设计人员和标准化人员要解决的一个重要课题，也是船用阀门质量水平的保证。
发明内容
为了克服上述现有技术缺陷，本发明提供一种对于全面腐蚀、局部腐蚀的抵抗性优良的船用阀门耐腐蚀性合金材料及其制备方法，有效地解决了上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：一种用于船舶阀门的合金材料，组成元素的重量份组成为：C:0.21％～0.3％，Mn:0.06％～0.07％，P:0.03％～0.04％，S:0.011％～0.014％，Si:0.50％～0.60％，Cu:0.21％～0.30％，Ni:0.01％～0.50％，Cr:0.48％～0.50％，Mo:0.001％～0.002％，V:0.02％～0.03％，La:0.08％～0.10％，Pb:0.21％～0.30％，As:0.011％～0.045％，Pr：0.01％～0.03％，Ce：0.01％～0.03％，Ga：0.01％～0.03％，Al：0.01％～0.03％，Zn：0.01％～0.03％，其余为Fe。
进一步的，所述用于船舶阀门的合金材料，还包括Pr：0.01％～0.02％。
进一步的，所述用于船舶阀门的合金材料，包括Ce：0.01％～0.02％。
进一步的，所述用于船舶阀门的合金材料，包括Ga：0.01％～0.02％。
进一步的，所述用于船舶阀门的合金材料，包括Al：0.01％～0.02％。
进一步的，所述用于船舶阀门的合金材料，包括Zn：0.01％～0.02％。
更进一步的，所述用于船舶阀门的合金材料，原料组分最佳重量百分比如下，C：0.27％，Mn：0.06％，P：0.03％，S：0.012％，Si:0.55％，Cu：0.25％，Ni：0.30％，Cr：0.49％，Mo：0.002％，V：0.025％，La：0.09％，Pb：0.25％，As：0.025％，Pr：0.01％，Ce：0.01％，Ga：0.01％，Al：0.02％，Zn：0.01％，其余为Fe。
以下，对本发明中采用的合金材料的成分组成的限定理由进行说明，成分组成中涉及的％指质量％。
C：0.21％～0.3％，C在钢材中的主要作用是:形成固溶体组织、提高钢的强度；形成碳化物组织，可提高钢的硬度及耐磨性。因此，C在钢材中，含碳量越高，钢的强度、硬度就越高，但塑性、韧性也会随之降低；反之，含碳量越低，钢的塑性、韧性越高，其强度、硬度也会随之降低，含碳量的高低决定了钢材的用途:低碳钢(含碳量＜0.25％)，一般用作型材及冲压材料；中碳钢(含碳量＜0.6％)，一般用作机械零件；高碳钢(含碳量＞0.7％)，一般用作工具、刀具及模具等。为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将C含量规定为0.21％～0.3％，优选为0.27％。
Mn：0.06％～0.07％，Mn是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。普通碳素钢中锰的含量约为0.3％～0.8％。含量过高(达1.0％～1.5％以上)使钢材变脆***，并降低钢材的抗锈性和可焊性。为适应航海气候条件及作业要求效果，综合考虑除锰成本，本发明将Mn含量规定为0.06％～0.07％，优选为0.06％。
P：0.03％～0.04％，P可提高强度、抗锈性，但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，尤其低温时发生冷脆，含量需严格控制，一般不超过0.050％，焊接结构中不超过0.045％，考虑到阀门的具体实际，本发明将P含量规定为0.03％～0.04％，优选为0.03％。
S：0.011％～0.014％，S可引起钢材热脆，降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等，一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055％，在焊接结构中应不超过0.050％。一定量的S与Mn在钢材中形成MnS，有助于提高切削性的元素。在低于0.001％时添加效果不充分，超过0.15％则添加效果饱和，S会降低铁水的流动性，阻止Fe3C分解，使铸件产生气孔、难于切削并降低其韧性，因此将S规定为0.011％～0.014％，优选为0.012％。
Si：0.50％～0.60％，Si作为脱氧剂加入普通碳素钢。适量硅可提高钢材的强度，而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。含量过高(达1％),会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性，为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将Si含量规定为0.50％～0.60％，优选为0.55％。
Cu：0.21％～0.30％，钢铁原材料含Cu引起金属相的富集，而金属相Cu含量的上述，会导致钢材性能的变化。Cu一方面溶解在铁素体中，另一方面还可沿晶粒边界析出，较低的含铜量可以提高其抗腐蚀能力，增加钢材的强度和硬度，但含量过高会导致性能恶化、降低钢材质量，并引起钢的“热脆”现象，使轧制时产生裂纹。为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将Cu含量规定为0.21％～0.30％，优选为0.25％。
Ni：0.01％～0.50％，Ni能提高钢的强度，而不降低其塑性，改善钢的低温韧性；也可降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性；还可扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素；Ni本身具有一定耐蚀性，对一些还原性酸类有良好的耐蚀能力，为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将阀门材质中Ni含量规定为0.01％～0.50％，优选为0.30％。
Cr：0.48％～0.50％，Cr在低合金范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性；能降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性，提高钢的耐热性，为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将阀门材质中Cr含量规定为0.48％～0.50％，优选为0.49％。
Mo：0.001％～0.002％，低含量的Mo能强化铁素体，提高钢的强度和硬度；降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性；提高钢的耐热性和高温强度，为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将阀门材质中Mo含量规定为0.001％～0.002％，优选为0.002％。
V：0.02％～0.03％，V可增大合金力度、硬度和抗震能力，防止产生颗粒，提高钢铁微观组织的均匀性，也可提高冶炼过程中回火的稳定性。为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将阀门材料中V含量规定为0.02％～0.03％，优选为0.025％。
La：0.08％～0.10％，Pr：0.01％～0.03％，Ce：0.01％～0.03％，La、Pr和Ce是稀土元素，加入La、Pr和Ce的钢铁合金具有顺磁性，更加适合用于航海材料，与C、P相互作用，能够提高合金材料的机械强度和抗腐蚀性，本发明将阀门中La含量规定为0.08％～0.10％，优选为0.09％；Pr为0.01％～0.03％，优选为0.01％；Ce为0.01％～0.03％，优选为0.01％。
Pb：0.21％～0.30％，Pb对钢的性质有一定不良影响，铅能使钢的塑性略有降低，使钢的冲击值有较大降低。本发明中，Pb是在浇注过程中加入，使合金钢中含少量铅可改善钢的切削加工性能，本发明将阀门材料中Pb含量规定为0.21％～0.30％，优选为0.25％。
As：0.011％～0.045％，As能提高钢的抗拉强度和屈服点，增强抗腐蚀和抗氧化性能，但砷含量较高时(如大于0.2％)，则使钢的脆性增加，延伸率，断面收缩率及冲击韧性降低，并影响焊接。为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将As含量规定为0.011％～0.045％，优选为0.025％。
Ga：0.01％～0.03％，微量Ga对钢的屈服强度、淬透性及抗蚀性均有微小的改善作用，残留在钢中的Ga是有益元素，能改善钢的韧性。为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将Ga含量规定为0.01％～0.03％，优选为0.01％。
Al：0.01％～0.03％，Al在炼钢中起良好的脱氧作用，钢中加入少量的Al，能细化钢的晶粒，提高钢的强度，提高冲击韧性，提高钢的抗氧化性能，提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力。Al还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。为适应航海气候条件及作业要求效果，本发明将Al含量规定为0.01％～0.03％，优选为0.02％。
Zn：0.01％～0.03％，Zn是一种难腐蚀金属，加入Zn的合金，能够有效地抵御海水的腐蚀，但是过高则会影响合金的硬度，所以，本发明将Zn含量规定为0.01％～0.03％，优选为0.01％。
本发明的另一目的，在于提供一种用于船舶阀门的合金材料的制作方法，包括以下步骤，
步骤S10：将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成10μm～20μm的粉末；
步骤S11：在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe粉末在1300℃～1400℃熔融，搅拌保温30分钟～40分钟；
步骤S12：降温至1200℃～1250℃，加入Si、Cu、Ni、Cr，搅拌保温；
步骤S13：降温至1100℃～1150℃，加入Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn，搅拌保温，然后冷却至室温得到合金材料成品。
进一步的，所述一种用于船舶阀门的合金材料的制作方法，在步骤S12中，搅拌加入Si、Cu后5分钟～10分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟～30分钟。
进一步的，所述一种用于船舶阀门的合金材料的制作方法，在步骤S13中，搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟～15分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温45分钟～50分钟。La、Pr、Ce是稀土金属，先于Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn加入，有利于La、Pr、Ce与合金的其他成分混合均匀。
本发明的优点是：
本发明所提供的合金不但增强了钢材的机械强度，并且大幅度地提高了钢材的抗腐蚀性，具有顺磁性，更加符合海洋作业的阀门材质需求，本发明在搅拌加入Si、Cu后，再加入Ni、Cr，搅拌保温，已达到Si、Cu与其他合金的的有效融合与反应，同时，稀土金属La、Pr、Ce，先于Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn搅拌加入，有利于La、Pr、Ce与合金的其他成分混合均匀，使材料性能达到最优，所制备的阀门部件能够延长航海船用阀门的使用寿命。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，用来对本发明作进一步详细说明。
实施例1
原料重量份组成：
C：0.27％、Mn：0.08％、P：0.03％、S：0.02％、Si：0.55％、Cu：0.25％、Ni：0.30％、Cr:0.49％、Mo:0.002％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.25％、As:0.025％、Pr:0.01％、Ce:0.01％、Ga:0.01％、Al:0.02％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成14μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1400℃熔融，保温30min。
步骤S12:降温至1200℃搅拌加入Si、Cu后5分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟。
步骤S13:降温至1100℃搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温50分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例2
原料重量份组成：
C：0.21％、Mn：0.06％、P：0.03％、S：0.011％、Si：0.50％、Cu：0.21％、Ni：0.01％、Cr:0.48％、Mo:0.001％、V:0.02％、La:0.08％、Pb:0.21％、As:0.011％、Pr:0.01％、Ce:0.01％、Ga:0.01％、Al:0.01％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成10μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1300℃熔融，保温31min。
步骤S12:降温至1210℃搅拌加入Si、Cu后6分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温26分钟。
步骤S13:降温至1110℃搅拌加入La、Pr、Ce后11分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温45分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例3
原料重量份组成：
C：0.3％、Mn：0.07％、P：0.04％、S：0.014％、Si：0.60％、Cu：0.30％、Ni：0.50％、Cr:0.50％、Mo:0.002％、V:0.03％、La:0.10％、Pb:0.30％、As:0.045％、Pr:0.02％、Ce:0.02％、Ga:0.02％、Al:0.02％、Zn:0.02％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成11μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1310℃熔融，保温32min。
S12:降温至1220℃搅拌加入Si、Cu后7分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温27分钟。
步骤S13:降温至1120℃搅拌加入La、Pr、Ce后12分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温46分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例4
原料重量份组成：
C：0.25％、Mn：0.065％、P：0.035％、S：0.012％、Si：0.55％、Cu：0.26％、Ni：0.26％、Cr:0.49％、Mo:0.002％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.26％、As:0.028％、Pr:0.03％、Ce:0.03％、Ga:0.03％、Al:0.03％、Zn:0.03％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成12μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1320℃熔融，保温33min。
步骤S12:降温至1230℃搅拌加入Si、Cu后8分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温28分钟。
步骤S13:降温至1130℃搅拌加入La、Pr、Ce后13分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温47分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例5
原料重量份组成：
C：0.26％、Mn：0.065％、P：0.035％、S：0.013％、Si：0.55％、Cu：0.25％、Ni：0.25％、Cr:0.49％、Mo:0.001％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.25％、As:0.027％、Pr:0.01％、Ce:0.015％、Ga:0.02％、Al:0.015％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成13μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1330℃熔融，保温34min。
步骤S12:降温至1240℃搅拌加入Si、Cu后9分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温29分钟。
步骤S13:降温至1140℃搅拌加入La、Pr、Ce后14分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温48分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例6
原料重量份组成：
C：0.22％、Mn：0.065％、P：0.035％、S：0.013％、Si：0.55％、Cu：0.25％、Ni：0.25％、Cr:0.49％、Mo:0.001％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.25％、As:0.027％、Pr:0.01％、Ce:0.015％、Ga:0.02％、Al:0.02％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制作方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成15μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1350℃熔融，保温35min。
步骤S12:降温至1250℃搅拌加入Si、Cu后10分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温30分钟。
步骤S13:降温至1150℃搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温50分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例7
原料重量份组成：
C：0.21％、Mn：0.06％、P：0.03％、S：0.011％、Si：0.50％、Cu：0.21％、Ni：0.01％、Cr:0.48％、Mo:0.001％、V:0.02％、La:0.08％、Pb:0.21％、As:0.011％、Pr:0.01％、Ce:0.01％、Ga:0.01％、Al:0.01％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成16μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1360℃熔融，保温30min。
步骤S12:降温至1200℃搅拌加入Si、Cu后5分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟。
步骤S13:降温至1100℃搅拌加入La、Pr、Ce后15分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温49分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例8
原料重量份组成：
C：0.3％、Mn：0.07％、P：0.04％、S：0.014％、Si：0.60％、Cu：0.30％、Ni：0.50％、Cr:0.50％、Mo:0.002％、V:0.03％、La:0.10％、Pb:0.30％、As:0.045％、Pr:0.02％、Ce:0.02％、Ga:0.02％、Al:0.02％、Zn:0.02％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成17μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1370℃熔融，保温30min。
步骤S12:降温至1200℃搅拌加入Si、Cu后5分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟。
步骤S13:降温至1100℃搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温50分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例9
原料重量份组成：
C：0.25％、Mn：0.065％、P：0.035％、S：0.012％、Si：0.55％、Cu：0.26％、Ni：0.26％、Cr:0.49％、Mo:0.002％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.26％、As:0.028％、Pr:0.03％、Ce:0.03％、Ga:0.03％、Al:0.03％、Zn:0.03％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成18μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1380℃熔融，保温30min。
步骤S12:降温至1200℃搅拌加入Si、Cu后5分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟。
步骤S13:降温至1100℃搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温50分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例10
原料重量份组成：
C：0.26％、Mn：0.065％、P：0.035％、S：0.013％、Si：0.55％、Cu：0.25％、Ni：0.25％、Cr:0.49％、Mo:0.001％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.25％、As:0.027％、Pr:0.01％、Ce:0.015％、Ga:0.02％、Al:0.015％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成19μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1390℃熔融，保温30min。
步骤S12:降温至1200℃搅拌加入Si、Cu后5分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟。
步骤S13:降温至1100℃搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温50分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实施例11
原料重量份组成：
C：0.27％、Mn：0.08％、P：0.03％、S：0.02％、Si：0.55％、Cu：0.25％、Ni：0.30％、Cr:0.49％、Mo:0.002％、V:0.025％、La:0.09％、Pb:0.25％、As:0.025％、Pr:0.01％、Ce:0.01％、Ga:0.01％、Al:0.02％、Zn:0.01％，其余为Fe。
制备方法：
步骤S10:将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成20μm的粉末。
步骤S11:并在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe在1400℃熔融，保温30min。
步骤S12:降温至1200℃搅拌加入Si、Cu后5分钟再加入Ni、Cr，搅拌保温25分钟。
步骤S13:降温至1100℃搅拌加入La、Pr、Ce后10分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn，搅拌保温50分钟，然后冷却至室温得到合金材料成品。
实验例1
抗磨性对比试验：
本发明实施例1～11合金材料与KmTBCr26耐磨铸铁在射流式冲刷腐蚀磨损试验机上做浆料(石英砂+水)湿磨试验，在高应力动载磨料磨损试验机上做石英砂干磨试验，性能见表1。
表1抗磨性对比试验结果
实验例2
抗腐蚀性对比试验：
本发明实施例1～11合金材料制备的阀门与普通Cr26钢制备的阀门在钢铁厂冶金烧结机上应用，性能比较见表2。
表2抗腐蚀性对比试验结果
实验例3
综合性能试验：
本发明实施例1～11合金材料综合性能测试，结果见表3。
表3综合性能测试
由上述试验例可见，本发明合金材料在干、湿条件下的抗磨性均高于KmTBCr26耐磨铸铁；用本发明合金材料制备的阀门部件在高温磨料磨损条件下的抗腐蚀性高于利用普通Cr26钢制备的阀门部件，而且本发明材料中有稀土元素，使制备的合金具有顺磁性，更加适合用于航海船只的阀门材料。
以上仅为本发明的优选实施例及实验例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，包括C：0.21％～0.3％，Mn：0.06％～1.0％，P：0.03％～0.04％，S：0.011％～0.045％，Si:0.50％～0.60％，Cu：0.21％～0.30％，Ni：0.01％～0.50％，Cr：0.48％～0.50％，Mo：0.001％～0.002％，V：0.02％～0.03％，La：0.08％～0.10％，Pb：0.21％～0.30％，As：0.011％～0.045％，Pr：0.01％～0.03％，Ce：0.01％～0.03％，Ga：0.01％～0.03％，Al：0.01％～0.03％，Zn：0.01％～0.03％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，Pr的含量为0.01％～0.02％。
3.根据权利要求1所述的用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，Ce的含量为0.01％～0.02％。
4.根据权利要求1所述的用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，Ga的含量为0.01％～0.02％。
5.根据权利要求1所述的用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，Al的含量为0.01％～0.02％。
6.根据权利要求1所述的用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，Zn的含量为0.01％～0.02％。
7.一种用于船舶阀门的合金材料，其特征在于，按重量百分比计含有如下原料组分，C：0.27％，Mn：0.08％，P：0.03％，S：0.02％，Si:0.55％，Cu：0.25％，Ni：0.30％，Cr：0.49％，Mo：0.002％，V：0.025％，La：0.09％，Pb：0.25％，As：0.025％，Pr：0.01％，Ce：0.01％，Ga：0.01％，Al：0.02％，Zn：0.01％其余为Fe。
8.一种根据权利要求1所述的用于船舶阀门的合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S10：将待熔炼的C、Mn、P、S、Si、Cu、Ni、Cr、Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉碎成10μm～20μm的粉末；
步骤S11：在真空条件下，将C、Mn、P、S、Fe粉末在1300℃～1400℃熔融，搅拌同时保温30分钟～40分钟；
步骤S12：降温至1200℃～1250℃，加入Si、Cu、Ni、Cr粉末，搅拌同时保温；
步骤S13：降温至1100℃～1150℃，加入Mo、V、La、Pb、As、Pr、Ce、Ga、Al、Zn粉末，搅拌同时保温，然后冷却至室温得到合金材料成品。
9.根据权利要求8所述的用于船舶阀门的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤S12中，搅拌加入Si、Cu粉末后5分钟～10分钟再加入Ni、Cr粉末，搅拌同时保温25分钟～30分钟。
10.根据权利要求8所述的用于船舶阀门的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，搅拌加入La、Pr、Ce粉末后10分钟～15分钟再加入Mo、V、Pb、As、Ga、Al、Zn粉末，搅拌同时保温45分钟～50分钟。
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