[发明专利]一种铜钒钴改性不锈钢及其加工与热处理方法有效
| 申请号： | 201811576364.9 | 申请日： | 2018-12-22 |
| 公开（公告）号： | CN109355594B | 公开（公告）日： | 2022-04-01 |
| 发明（设计）人： | 罗丰华;余罡;吴子恺;杨坤;黄小琴;黄明初 | 申请（专利权）人： | 佛山培根细胞新材料有限公司 |
| 主分类号： | C22C38/44 | 分类号： | C22C38/44;C22C38/46;C22C38/42;C22C38/52;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/02;C21D8/02 |
| 代理公司： | 北京睿博行远知识产权代理有限公司 11297 | 代理人： | 黄德跃 |
| 地址： | 528000 广东省佛山市顺德区陈村镇赤花社*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 铜钒钴 改性 不锈钢 及其 加工 热处理 方法 | ||
【说明书】：
一种铜钒钴改性不锈钢及其加工与热处理方法，合金元素质量百分比为：C≤0.03，Ni＝12.0～15.0，Cr＝16.0～18.0，Mo＝2.0～3.0，V≤0.43，Cu＝0.2～0.8，Co＝0.1～0.5，Mn≤2.0，Si≤1.0，P≤0.035，S≤0.030，其中4.24×C≤V≤4.24×C+0.3，余量为Fe。经热变形开坯和冷变形，VC破碎、弥散，高温固溶处理后晶粒粗化。通氧条件下80℃含5×10‑6F‑的0.5mol/L的H2SO4电解液中腐蚀电流密度为2.19～3.78μA/cm2，与经表面涂层的不锈钢双极板材料相当。具有低硬度和高延伸特点，利于双极板流道的成型。
技术领域
本发明属于奥氏体不锈钢领域，涉及高耐蚀性奥氏体不锈钢的成分设计和加工、热处理的方法，可广泛用于能源、电力、化工领域和日常生活。
技术背景
燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。由于其效率高、污染小、建厂时间短、可靠性及维护性好，是继水力发电、火力发电、核电之后的第四代发电技术。在众多的燃料电池中，质子交换膜燃料电池是发展较晚的一种新型燃料电池，但其发展最为迅速。
在燃料电池中，起支撑、集流、分割氧化剂与还原剂作用并引导氧化剂和还原剂在电池内电极表面流动的导电隔板统称为双极板。在燃料电池组内部，双极板的功能和特点为分隔氧化剂与还原剂，因此双极板必须具有阻气功能，不能用多孔透气材料；具有集流作用，必须是电的良导体。双极板所处的环境同时存在氧化介质如氧气和还原介质如氢气，所以双极板材料必须能在这种条件下和其工作的电位范围内具有抗腐蚀能力。双极板应是热的良导体,以确保电池组的温度均匀分布及排热方案的实施。
双极板的两侧加工或置有使反应气体均匀分布的流道,即所谓的流场，流场应确保反应气体在整个电极各处分布均匀，双极板在燃料电池组内还起着支撑膜电极、保持电池堆结构稳定的作用,这就要求极板材料具有一定的强度，双极板材料应质轻、强度好、并且适于批量生产。
成本太高是目前难以商业化应用的主要因素，而且较低的质量比高功率和体积比功率也是其在汽车动力电源应用方面的一大障碍。一般地，成本中双极板的费用不仅占总成本，而且占据电池反应堆重量的。因此,寻求和设计价廉、轻质、板薄、具有良好的力学性能、高的表面和体积导电率、低透气性、耐腐蚀材料以及成本较低的制备技术是双极板发展的目标。
目前广泛采用的双极板有石墨板、金属板和复合双极板。
石墨双极板具有良好的耐腐性、导电性，而且表面的接触电阻小。因而在各种材料双极板中，石墨双极板的放电性能最好，常被用作开发其它新材料双极板的参照体系。但石墨的孔隙率大、机械强度低、脆性大、加工性能差，为了阻止工作气体渗过双极板和满足机械强度设计，石墨双极板的厚度应较厚，这就使得其体积和重量较大，从而限制了石墨双极板的实际应用。尤其是极具应用前景的汽车工业，要求必须具有较高的重量比能量，且能够经受汽车在高速运动过程中的振动。
金属材料不仅强韧性好，而且机械加工性能、导电性、导热性、致密性均较好，可以用来制作很薄的双极板。但是所有金属都有一个缺点，即抗腐蚀性能较差，这就使得需要用各种技术与手段来改善其性能。
在模拟燃料电池工作环境下对316L、317L、349和904L不锈钢的电化学行为进行对比，得出的耐腐蚀性能排序为：349904L317L316L，表明铬含量越高，抗腐蚀性越强。未经表面处理的316L不锈钢在燃料电池环境中形成的钝化层会导致接触电阻增加，不能满足双极板材料的要求。因此，为增强不锈钢的抗腐蚀性能，有必要对其表面改性或涂镀保护层。
为解决不锈钢和钛板作为双极板材料在燃料电池运行过程中出现的腐蚀和表面钝化问题，采用热喷、丝网印刷、物理气相沉积、化学气相沉积、电镀、化学镀和溅射等方法，这样的表面处理既降低了接触电阻，又提高了双极板的耐腐蚀性能。
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- 本发明涉及一种提高超厚临氢钢板低温冲击韧性和高温性能的生产方法，钢板的化学成分组成及质量百分含量为：C=0.10~0.15，Si≤0.10，Mn=0.50~0.60，P≤0.008，S≤0.003，Cr=2.20~2.45，Mo=0.95~1.06，V=0.28~0.32，Ni=0.12~0.18，Nb=0.020~0.040，Cu≤0.20，Sb≤0.003，Sn≤0.005，As≤0.010，B=0.0010~0.0015，Ti=0.010~0.020，余量为Fe和不可避免的杂质；钢板厚度为150~200mm；所述的生产工艺包括冶炼模铸‑轧制‑热处理工序。采用本发明制备出的超大厚度临氢设备用钢板，其厚度方向组织性能均匀，经模拟焊后热处理的心部位置仍具有良好的低温冲击韧性和高温拉伸性能。
- 一种高强度耐腐蚀超级双相不锈钢管件及其生产工艺-202310268702.7
- 蒋春龙;马戟;章城 - 江阴市南方管件制造有限公司
- 2023-03-20 - 2023-09-01 - C22C38/44
- 本发明公开了一种高强度耐腐蚀超级双相不锈钢管件及其生产工艺，将钢锭进行热穿孔后，进行二次冷轧处理，再酸洗去除氧化皮，最后用表面处理液处理制得，该超级双相不锈钢管件包括如下百分比原料：C：0.01‑0.03%，Cr：25.2‑25.3%，Ni：7.2‑7.3%，Mo：3.9‑4.0%，N：0.25‑0.30%，Mn：0.60‑0.65%，Si：0.45‑0.50%，Cu：0.20‑0.25%，Ta：0.15‑0.20%，Nb：0.35‑0.40%，Wu：0.12‑0.15%，余量为Fe；在表面处理液干燥成膜后，形成致密的屏蔽层能够很好的保护管件，提升管件的耐腐蚀性。
- 一种改善模具钢大截面模块探伤杂波及晶粒度的方法-202310630568.0
- 兰文林;杨鑫奇;何剑;何梦华;朱小阳 - 四川六合特种金属材料股份有限公司
- 2023-05-31 - 2023-08-29 - C22C38/44
- 本发明公开了一种改善大截面模具钢模块探伤杂波及晶粒度的方法，属于模具钢制备技术领域。本发明是先采用非真空感应炉+LF炉+VD炉进行一次冶炼，再采用保护气氛电渣炉进行二次重熔，获得均匀且纯净度非常高的12T电渣锭，钢锭通过高温均质化、降温锻造、锻后水冷等锻造工艺以获得组织均匀纯净度非常高的规格为510*960*L的大模块。锻后模块在φ2.0mmFBM基准度灵敏度下探伤杂波20％以下，其后经过超细化处理杂波完全消除。锻后带状组织级别按SEP1614热作模具钢显微检测评定标准评级图显微检验方法进行取样及检验可以达到SA1级；晶粒度级别按照ASTME112金属平均晶粒度测定方法进行评级，锻后模块边部、1/4宽度处、1/2宽度处的晶粒度分别为8.5、7、6级，超细化处理后达到8级。
- 一种双相不锈钢及其制备方法-202210783869.2
- 丰涵;王宝顺;吴明华;宋志刚;郑文杰;朱玉亮;何建国 - 钢铁研究总院有限公司;浙江久立特材科技股份有限公司;永兴特种材料科技股份有限公司
- 2022-07-05 - 2023-08-29 - C22C38/44
- 本发明涉及一种双相不锈钢及其制备方法。该双相不锈钢，以质量百分比计，包含如下含量的组分：Cr：24.9～26％、Mo：3.5～4.05％、Si：0.18～0.52％、Ce：0.01～0.0165％、Ni：6.9～7.42％、N：0.25～0.29％、C：0.017～0.024％、Mn：0.34～0.76％、Cu：0.17～0.28％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，在所述双相不锈钢的制备过程中，钢锭的热处理温度为1050～1150℃。本发明一实施方式的双相不锈钢，通过对制备过程中的热处理温度以及各组分含量进行限定，使得其具有高的综合性能，例如较高的强度、冲击韧性、耐蚀性能等。
- 一种高压储氢用超纯净化奥氏体不锈钢及其制备方法-202310529726.3
- 傅威;石全强;徐昕;吕佑龙;杨勇 - 坤石容器制造有限公司
- 2023-05-11 - 2023-08-22 - C22C38/44
- 本发明涉及一种高压储氢用超纯净化奥氏体不锈钢及其制备方法，属于材料技术领域。以重量百分比计，该奥氏体不锈钢的化学成分为：Cr 15.0～20.0％，Ni 10.0～20.0％，Mo 1.0～5.0％，RE 0.0001～0.01％，Mn2.0％，Si1.0％，C0.005％，Al0.003％，P0.004％，S0.002％，O0.002％，余量为铁。该奥氏体不锈钢的制备方法为：配料→纯净化冶炼→浇注成型→锻造→热轧→热处理。本发明采用稀土元素纯净化冶炼技术，通过创新性的成分设计思想，控制铬当量和镍当量，保证获得完全奥氏体组织。
- 一种破断力120kN级高强链条及其制备方法-202310549044.9
- 张汪洋;肖丙政;崔云芳;邓伟;杨兆根 - 南京钢铁股份有限公司
- 2023-05-16 - 2023-08-22 - C22C38/44
- 本发明公开了一种破断力120kN级高强链条，其化学组分是：C为0.23～0.26wt％，Mn为1.30～1.50wt％，Si为0.10～0.30wt％，Ni为0.70～0.90wt％，Cr为0.50～0.70wt％，Mo为0.30～0.40wt％，P≤0.015wt％，S≤0.010wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。同时公开了该高强链条的制备方法。本发明通过优化化学成分和采用适当的热处理工艺，提高成品链条的破断强度，减轻链条自身重量，满足120级链条的破断强度要求。
- 一种镍钼合金钢及其制备方法-202310564277.6
- 刘喜康 - 山东正方禾泰智驱机械有限公司
- 2023-05-18 - 2023-08-15 - C22C38/44
- 本发明公开了一种镍钼合金钢及其制备方法，该镍钼合金钢包括如下重量百分比的各组分：镍粉3.3‑4.5％、钼粉2.4‑3.6％、铬粉2.2‑3.7％、锰粉1.3‑2.2％、钛铁粉2.2‑3％、钒铁粉0.6‑0.8％、硅铁粉0.45‑0.58％、铝粉0.3‑0.6％、铜粉0.2‑0.35％、硼粉0.08‑0.12％、硫粉0.04‑0.06％、稀土1‑2％、其余为铁粉,以上组分含量的质量百分比之和为100％。本发明制备的镍钼合金钢整体力学性能、工艺性能明显高于传统方式生产的钢材。而且,由于合金钢中镍、钼元素的增加,还可以减少锰元素的添加量,并明显提高了钢材的性能,使其具备高强度、抗腐蚀、耐候等性能,具有很好的经济效益、社会效益和应用前景。
- 一种燃汽轮机大涡轮盘用高温合金材料及其制备方法-202310630729.6
- 吴致全;韦家向;周江波;粟硕 - 四川六合特种金属材料股份有限公司
- 2023-05-31 - 2023-08-08 - C22C38/44
- 本发明提供了一种燃汽轮机大涡轮盘用高温合金材料及其制备方法，属于合金的制备技术领域。本发明的高温合金材料按重量百分比计，包括以下元素组成：C：≤0.08％、S：≤0.015％、Cr：14.0％～16.0％、Ni：24.0％～26.0％、Mo：1.1％～1.6％、Al：≤0.30％、Ti：1.9％～2.4％、V：0.2％～0.4、Mn：1.2％～1.7％；B：0.004％～0.010％、Ce：0.003％～0.010％、Zr：0.003％～0.010％、余量为Fe。本发明还提供了上述高温合金材料的制备方法，本发明能够制得组织均匀的
- 一种新能源汽车高强度减速器齿轮用钢及其制造方法-202310375533.7
- 白云;吴小林;张学诚;卢明霞;曹红福;孙鸿平;孟羽;廖书全;卢长卫;孙伟 - 江阴兴澄特种钢铁有限公司
- 2023-04-11 - 2023-08-08 - C22C38/44
- 本发明涉及一种新能源汽车高强度减速器齿轮用钢及其制造方法。该齿轮用钢的化学成分质量百分数为C:0.13～0.18％，Si:≤0.15％，Mn:1.10～1.35％，Cr:1.20～1.45％，P:≤0.012％，S:≤0.003％，Ni:0.15～0.35％，Mo:0.05‑0.20％，Al:0.015‑0.050％，Nb:0.015‑0.050％,N：0.0085‑0.0225％，B:0.0015‑0.0035％,余量为Fe及不可避免的杂质。经过初炼‑精炼‑真空脱气‑连铸‑热送‑轧制‑等温热处理等工艺步骤，制造的一种新能源汽车高强度减速器齿轮用钢，钢材带状组织≤1.5级，钢材的硬度≤160HBW，钢材的奥氏体晶粒度≥8级，钢材表面无裂纹缺陷，钢材870℃油淬+200℃回火后的抗拉强度≥1180MPa。
- 一种具有微观结构的耐腐蚀及抗酸性钢板及制造方法-202310406842.6
- 石艾来;白云;孙宪进;苗丕峰;何广霞;吴扬;葛恒贵 - 江阴兴澄特种钢铁有限公司
- 2023-04-17 - 2023-08-08 - C22C38/44
- 本发明涉及一种具有微观结构的耐腐蚀及抗酸性钢板及制造方法，该钢板的化学成分按质量百分比计为C 0.30～0.50％，Si 0.30～0.60％；P≤0.005％；S≤0.002％；Mn0.50～0.60％；Al 0.02～0.04％；Nb≤0.02％；V0.005～0.009％；Cr11.5～13.5％；Mo+Ni+Cu 0.45～0.65％；Ceq≤3.5；余量为Fe及不可避免的杂质。本发明设计采用中C，高Cr+TMCP+回火工艺生产6～80mm厚度的钢板，通过特定工艺参数和相应的耐腐蚀性能发现特定的回归方程，该工艺和回归方程的配合使用能够产生独特微观结构；具有该独特微观结构的钢板可满足钢板的耐腐蚀性能：腐蚀速率≤0.40g·(m
- 一种船轴材料及其锻后热处理工艺-202310601813.5
- 肖广帅;温玉磊;张帅;杨后雷 - 通裕重工股份有限公司
- 2023-05-24 - 2023-08-08 - C22C38/44
- 本发明公开了一种船轴材料及其锻后热处理工艺，包括如下步骤：将船轴材料按比例混合锻造成型后，立即吹风冷至船轴表面温度至250‑350℃，然后装炉待料，并进行第一次保温处理；保温处理完毕后，再升温至900‑930℃，进行第二次保温处理；第二次保温处理结束后，风冷冷却至250‑350℃，进行第三次保温处理；第三次保温处理结束后，升温至820‑860℃，进行第四次保温处理；第四次保温处理结束后，油冷至250‑350℃，然后进行第五次保温处理；第五次保温处理结束后，升温至550‑600℃，进行第六次保温处理；第六次保温处理结束后，冷却出炉。
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