一种用于飞机卫生间阀门的合金材料的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供一种用于飞机卫生间阀门的合金材料，其成分质量百分比为：碳0.6%~1.0%，锰0.65%~1.10%，磷0.035%~0.045%，硫0.03%~0.04%，硅0.15%~0.355%，铬18.0%~20.0%，钼0.15%~0.25%，镍9.0%~12.0%，铜0.21%~0.30%，锌0.31%~0.42%，钴17.0%~20.0%，锶8.0%~11.0%，镧0.10%~0.30%，硼0.50%~3.0%，铝0.10%~0.50%，铑0.01%~0.03%，其余为铁；在真空条件下熔融、离心浇铸，经热等静压处理得到成品。本发明具有优良的抗腐蚀性能，耐气压变化，耐磨的性能。
【专利说明】
一种用于飞机卫生间阀门的合金材料
技术领域
[0001 ]本发明属于阀门合金材料领域，具体涉及一种用于飞机卫生间阀门的合金材料。
【背景技术】
[0002] 在飞机上因为交通工具的特殊性，飞机卫生间面临的问题是，不方便使用盛有水 的抽水马桶，因为当每遇到一次颠簸时，都可能溅出水来。这样也无法用水和虹吸管或地球 引力来清理马桶。这时，人们就设计了主动真空系统来替代被动虹吸管，因此飞机厕所又称 真空厕所。1975年，飞行员詹姆斯堪伯发明了我们现在所用的噪声巨大的真空马桶。真空厕 所用水量少、可要求更小的下水管直径、冲洗方向不受任何限制。真空系统无需考虑地球引 力，不用防止下水管垂直向上。管道也无需向下，安装新厕所布局更灵活。每冲一次真空马 桶的耗水量仅为240ml。耗水量越少意味着飞机的重量就可以更轻，可以带来更高的飞行效 率。真空马桶工作主要是利用机舱内外的气压差，把污物以每秒30米的速度送入位于飞机 后部的污水箱。在空客A380上，近800名乘客所产生的废物只用2秒钟就穿过长达60米的机 体，这在当时也是冲马桶速度的最高纪录。
[0003] 但是，飞机上使用的真空马桶的下水孔很小，直径如一粒鸡蛋，而且有一片能活动 的阀门，极易堵塞。这些情况对飞机卫生间用阀门的质量提出了很高的要求，尤其是阀门的 材料，是决定阀门质量的关键，设置影响到航空安全。但是，目前对于飞机卫生间用阀门合 金材料的研究非常有限，如何选取合适的合金材料来制备飞机卫生间用阀门，是本行业技 术人员所面临的一大难题。
[0004] -般民用飞机经常处于飞行状态，飞行人员和乘客经常使用卫生间，因而阀门使 用频率很高，这就要求阀门具有较高的耐磨性，另外，为了节省飞机的检修时间，使得检修 工作放到重要部件上，必须对经常使用的阀门提出较高的耐磨性和耐腐蚀性，其次，由于飞 机经常在气压交变的环境下工作，这样就要求阀门具有耐气压变化的抵抗能力。
[0005] 目前急需一种耐磨性好、耐腐蚀、具有耐气压变化的阀门材料。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于飞机卫生间阀门的 合金材料，其具有优良的抗腐蚀性能，耐气压变化，耐磨的性能。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案： 一种用于飞机卫生间阀门的合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为： 0 ? 6%~1 ? 0% 的碳，0 ? 65%~1 ? 10% 的锰，0 ? 035%~0 ? 045% 的磷，0 ? 03%~0 ? 04% 的硫，0 ? 15%~0 ? 355% 的硅，18 ? 0%~20 ? 0%的铬，0 ? 15%~0 ? 25%的钼，9 ? 0%~12 ? 0%的镍，0 ? 21%~0 ? 30%的铜，0 ? 31%~ 0 ? 42%的锌，17 ? 0%~20 ? 0%的钴，8 ? 0%~11 ? 0%的锶，0 ? 10%~0 ? 30%的镧，0 ? 50%~3 ? 0%的硼，0 ? 10% ~0.50%的铝，0.01%~0.03%的铑，其余为Fe。
[0008] 进一步地，镧的质量百分比为0.10%~0.20%。
[0009] 更进一步地，硼的质量百分比为0.50%~2.0%。
[0010] 更进一步地，铝的质量百分比为0.25%~0.30%。
[0011] 更进一步地，钴的质量百分比为17.0%~18.0%。
[0012] 更进一步地，铑的质量百分比为0.01%~0.02%。
[0013] -种用于飞机卫生间阀门的合金材料，其特征在于，按质量百分比计含有如下原 料组分，碳0 ? 43%、锰0 ? 88%、磷0 ? 040%、硫0 ? 03%、硅0 ? 35%、铬 18 ? 0%、钼0 ? 21 %、镍 11 ? 0%、铜 0 ? 28%、锌 0 ? 39%、钴 17 ? 5%、锶 10%、镧 0 ? 17%、硼 1 ? 50%、铝 0 ? 29%、铑 0 ? 018%，其余为 Fe 和不可避 免的杂质。
[0014] 本发明的另一目的，在于提供一种用于飞机卫生间阀门的制备方法，其中，包括以 下步骤： 步骤S01，将待;tg?炼的原材料加入水冷铜纟甘祸的真空室内，抽真空，将猛、络、钥、银、铜、 锌、钴、锶、镧、铝、铑以350°C/min~500°C/min的加热速度加热至熔融，保温30min~50min; 步骤S02，将碳、磷、硫、硅、硼粉碎至10_~20m的颗粒，再采用氩气吹送至水冷铜坩埚 的真空室内，使合金材料的原材料混合均匀； 步骤S03,采用离心浇铸的方法铸造飞机卫生间阀门合金材料，经过热等静压处理得到 飞机卫生间阀门合金材料成品。
[0015] 更进一步地，在步骤S03中，离心浇铸的方法为:铸造预热温度为650°0700°C，离 心转速370rpm~400rpm，饶铸过程在6秒~10秒完成。
[0016] 更进一步地，在步骤S03中，静压处理的方法为：在1280°01300°C，热等静压 160MPa~200MPa的条件下，保压1小时~2小时，所述合金材料是珠光体面积率为85%以上的 组织，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值Pave及其标准偏差P 〇分别满足下述 公式：9.0< PaveS 13.0;0.0<P〇<0.3〇
[0017] 以下，对本发明中采用的合金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％。
[0018] 碳:0 ? 6%~1 ? 0%，钴：17 ? 0%~20 ? 0%，镍：9 ? 0%~12 ? 0%，镧：0 ? 10%~0 ? 30%，合金中含碳量 增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，碳量高还会降低合金的耐大气腐蚀能 力；碳是对于阀门加工后的强度加强起有效作用的元素，因此需要含有0.6%以上，随着碳 含量的增加，碳化物会增加，阀门的延展性、韧性降低会降低，因而将碳含量控制在1. 〇%以 下，同时为了提高延展性和韧性，加入〇. 10%~〇. 30%的镧，镧的加入使得阀门的耐磨性有所 降低，为了不降低耐磨性，加入17.0%~20.0%的钴和9.0%~12.0%的镍，这样阀门的延展性、韧 性、耐磨性进一步同时提尚，同时由于加入的铜是少量的，因而材料成本不会提尚，铜的含 量优选为〇. 17%，钴的含量优选为17.5%，镍的含量优选为11.0%。在本发明中，由于Fe、Ni与 Co可无限互溶，可得到晶格结构形式不同的a、丫和￡相，另外，碳与钴在合金中形成Co-C系 合金，增强合金的机械强度和抗金属疲劳能力，另外使得合金的耐磨性和抗腐蚀性再次提 尚。
[0019] 锰:0.65%~1.10%，锰是一种弱脱氧剂，合金中添加锰，不但有利于合金的抗蚀性， 而且还能使合金的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善合金的抗腐蚀性能。随着锰含量增 加，合金强度有所提高，本发明将锰含量规定为〇. 65%~1.10%，优选为0.88%。
[0020] 磷:0 ? 035%~0 ? 045%，硫:0 ? 03%~0 ? 04%，硅:0 ? 15%~0 ? 355%，磷、硫对提高碳素钢的抗 拉强度有一定的作用，但同时又都增加钢的脆性，硅可强化铁素体，提高耐热性和耐蚀性， 在合金中能降低熔点，改善流动性，但是降低了合金的韧性和塑性，故在合金中添加了钼， 因此加入钼0.15%~0.25%，钼能使钢的晶粒细化，降低脆性，在高温时保持足够的强度和抗 蠕变能力，合金中加入钼，能提高机械性能，还可以抑制合金的脆性，考虑到硅、磷、硫与钼 的相互影响，在航空条件及飞机卫生间阀门的特殊需求下，本发明将硅含量规定为0.1%~ 0.355%，优选为0.35%;钼含量规定为0.15%~0.25%，优选为0.21%。磷含量规定为0.035%~ 0.045%，优选为0.040%;硫含量规定为0.03%~0.04%，优选为0.03%。
[0021 ] 络：18.0%~20.0%，络能提尚钢的抗氧化性和耐腐蚀性，为了进一步提尚阀门的耐 腐蚀性，加入含量为0.10%~0.50%的铝，铬和铝的加入使得抗氧化性和耐腐蚀性进一步提 高，铬含量优选为18.0%，铝含量优选为0.29%。
[0022]铜:0.21%~0.30%，铜能提高钢材合金的强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。因此， 本发明将铜含量规定为0.21%~0.30%，优选为0.28%。
[0023]锌:0.31%~0.42%，锌在合金中能提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，故应控制 锌的含量在规定范围中。含锌量很高的合金却具有较好的铸造性能和机械性能，切削加工 也比较好，因此，本发明将合金材料中锌含量规定为0.31%~0.42%，优选为0.39%。
[0024]锶:8.0%~11.0%，锶有很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能，可以防 止高空中的宇宙射线对飞机及其零部件的伤害，因此，为防止飞机卫生间阀门的伤害，本发 明将合金材料中锶含量规定为8.0%~11.0%，优选为10.0%。
[0025]硼:0.50%~3.0%，钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热乳性能，提高强度。 因此，本发明将合金材料中硼含量规定为0.50%~3.0%，优选为1.50%。
[0026]铑:0.01%~0.03%，铑有较强的反射能力，加热状态下特别柔软。铑的化学稳定性 好，抗氧化性很好，加入到钢材中，能够提高钢材的稳定性。因此，本发明将铑含量规定为 0 ? 01 %~0 ? 03%，优选为0 ? 018%。
[0027]本发明的优点是： 1. 本发明具有耐磨的性能，在所提供的合金中，碳的含量为〇 . 6%~1.0%，合金中0.6%~ 1.0%的含碳量，使得合金材料的屈服点和抗拉强度得到提高，另外，合金中碳含量的增加， 碳化物会增加，此外，部分碳与钴形成Co-C系合金，进一步提高合金的硬度和耐磨性，因而 加入17.0%~20.0%的钴，同时考虑钴的损失，因而再加入9.0%~12.0%的镍，使合金的硬度和 耐磨性得到更好改善，本发明合金材料制备经过热等静压处理，保证了制备的合金材料的 珠光体面积率达85 %以上，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值Pave及其标准 偏差P〇控制范围满足:9.0 < Pave < 13.0、0.0 <P〇< 0.3，强度硬度提高，有效地防止了材质 分布不均造成的耐磨性能低的缺陷； 2. 在本发明中，由于碳的加入使得塑性和耐冲击性有所降低，为了改善这种不利因素， 在合金材料中加入〇. 1〇%~〇. 30%的镧，弥补了合金塑性低和冲击性低，使阀门的延展性、韧 性提高，以适应耐气压变化的能力，另外加入的部分镍使阀门的延展性、韧性得到改善； 3 .本发明合金中添加0.65%~1.10%的锰，有利于合金的抗蚀性，改善合金的抗腐蚀性 能;添加0.035%~0.045%的磷、0.03%~0.04%的硫对提高碳素钢的抗拉强度有一定的作用，添 加0.15%~0.355%的硅强化铁素体，提高耐热性和耐蚀性，同时改善因磷硫的添加而最大脆 性的弊端，在合金中添加〇. 15%~0.25%的钼，使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，降低 脆性，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力，进一步抑制合金的脆性；合金中〇 . 1 〇%~ 0.50%的错和18.0%~20.0%的络能提尚钢的抗氧化性和耐腐蚀性，稳定了阀门的耐腐蚀性； 4. 本发明合金中0.21%~0.30%的铜能提高钢材合金的强度和韧性，使耐磨的性能和抗 腐蚀性能得到改善，〇. 31%~0.42%的锌提高合金的流动性，使得各组分元素反应组合充分且 均匀，因此抗腐蚀性能、耐气压变化能力和耐磨的性能又一次提高;0.50%~3.0%的硼可改善 钢的致密性能，使抗腐蚀性能、耐气压变化能力和耐磨的性能再次提高； 5. 本发明合金材料制备经过真空熔炼、氩气吹送原料并混合，保证合金原材料的充分 混合，并有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗，提高了材料的抗氧化性和耐磨性;同 时，由于铁、镍与钴可无限互溶，又离心浇铸的方式，所以得到的合金材料的晶格结构有形 式不同的a、 Y和￡相，保证合金在复杂环境下的稳定性； 6. 本发明合金材料制备经过热等静压处理，保证了制备的合金材料的珠光体面积率达 85%以上，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值Pave及其标准偏差P〇控制范围 满足:9 ? 0 < Pave <13.0、0.0<Pc^0.3，塑性变形的抗力大，耐气压变化的能力； 7. 由于Fe、Ni与Co可无限互溶，可得到晶格结构形式不同的1丫和￡相，另外，碳与钴 在合金中形成Co-C系合金，增强合金的机械强度和抗金属疲劳能力，另外使得合金的耐磨 性和抗腐蚀性再次提高。
【具体实施方式】
[0028] 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。
[0029] 实施例1 原料组分： 碳0?63%、锰0?88%、磷0?040%、硫0?03%、硅0?35%、铬18?0%、钼0?21%、镍11?0%、铜0?28%、 锌0 ? 39%、钴17 ? 5%、锶10%、镧0 ? 17%、硼1 ? 50%、铝 0 ? 29%、铑 0 ? 018%，其余为铁。
[0030] 碳的含量为0.63%，保证了合金的基本机械强度，但阀门的延展性、韧性需要提高， 0.17%的镧，但镧的加入使得阀门的耐磨性有所降低，为了不降低耐磨性，加17.5%的钴和 11.0%的镍，这样阀门的延展性、韧性、耐磨性进一步提高，由于铁、镍与钴可无限互溶，可得 到晶格结构形式不同的1丫和 ￡相，另外，碳与钴在合金中形成Co-C系合金，使得材料的韧 性、稳定性与硬度在碳含量为0.63%的情况下达到最优，合金的耐磨性和抗腐蚀性再次得到 提高，同时由于加入的镧是少量的，因而材料成本不会提高。合金中添加0.88%的锰，不但有 利于合金的抗蚀性，而且还能使合金的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善合金的抗腐蚀 性能。合金中添加0.35%的硅、0.21%的钼、0.040%的磷、0.03%的硫，保证合金在碳含量为 0.63%的情况下有优良的抗拉强度和抗懦变能力。0.28%的铜能进一步改善合金材料的延展 性和抗腐蚀性，0.39%的锌能提高合金的流动性，铜和锌的配合，能使合金材料的耐磨性能 和抗腐蚀性能得到改善，使得合金中各组分元素反应组合充分且均匀，因此抗腐蚀性能、耐 气压变化能力和耐磨的性能又一次提高。10. 〇%的锶和〇. 018%的铑能够吸收和反射X射线辐 射，防止高空中的宇宙射线对飞机及其零部件的伤害，1.50%的硼可改善合金的致密性，使 抗腐蚀性能、耐气压变化能力和耐磨的性能得到巩固和稳定，另外，合金中0.29%的铝和 18.0%的铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，稳定了阀门的耐腐蚀性。
[0031] 通过如下方法制备： 将待te?炼的原材料加入水冷铜井f祸的真空室内，抽真空，将猛、络、钥、银、铜、梓、钻、 锁、镧、错、铭以400 °C /min的加热速度加热至恪融，保温35min，将碳、磷、硫、娃、硼粉碎至15 Mi的颗粒，再采用氩气吹送至水冷铜坩埚的真空室内，使合金材料的原材料混合均匀，保证 合金原材料的充分混合，并有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗，提高了材料的抗 氧化性和耐磨性;然后在铸造预热温度为670°C，离心转速380 rpm，浇铸过程在8秒完成离 心浇铸，有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗;最后在1290°C，热等静压180MPa的条 件下，保压1小时，得到飞机卫生间用阀门合金材料成品，所得到的合金材料的晶格结构有 形式不同的a、T和e相，保证合金在复杂环境下的稳定性，经热等静压处理后得到的合金材 料是珠光体面积率为90 %的材料组织，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值 Pave=9.5，其标准偏差P〇=0.2，制备的合金材料强度硬度提高，有效地防止了材质分布不均 造成的耐磨性能低的缺陷。
[0032]本实施例所制备的合金材料硬度为87HB，屈服强度为1750MPa，在-78°C条件下的 抗拉强度为361MPa，伸长率为50.2%，断面收缩率为62.5%。
[0033] 实施例2 原料组分： 碳0?60%、锰0?65%、磷0?035%、硫0?03%、硅0?15%、铬18?0%、钼0?15%、镍9?0%、铜0?21%、 锌0 ? 31%、钴 17 ? 0%、锶8 ? 0%、镧0 ? 10%、硼0 ? 50%、铝 0 ? 10%、铑 0 ? 01%，其余为铁。
[0034]碳的含量为0.60%，保证了合金的基本机械强度，但阀门的延展性、韧性需要提高， 0.10%的镧，但镧的加入使得阀门的耐磨性有所降低，为了不降低耐磨性，加17.0%的钴和 9.0%的镍，这样阀门的延展性、韧性、耐磨性进一步提高，由于铁、镍与钴可无限互溶，可得 到晶格结构形式不同的1丫和 ￡相，另外，碳与钴在合金中形成Co-C系合金，使得材料的韧 性、稳定性与硬度在碳含量为0.60%的情况下达到最优，合金的耐磨性和抗腐蚀性再次得到 提高，同时由于加入的镧是少量的，因而材料成本不会提高。合金中添加0.65%的锰，不但有 利于合金的抗蚀性，而且还能使合金的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善合金的抗腐蚀 性能。合金中添加0.15%的硅、0.15%的钼、0.035%的磷、0.03%的硫，保证合金在碳含量为 0.60%的情况下有优良的抗拉强度和抗懦变能力。0.21%的铜能进一步改善合金材料的延展 性和抗腐蚀性，0.31%的锌能提高合金的流动性，铜和锌的配合，能使合金材料的耐磨性能 和抗腐蚀性能得到改善，使得合金中各组分元素反应组合充分且均匀，因此抗腐蚀性能、耐 气压变化能力和耐磨的性能又一次提高。8.0%的锶和0.01%的铑能够吸收和反射X射线辐 射，防止高空中的宇宙射线对飞机及其零部件的伤害，0.50%的硼可改善合金的致密性，使 抗腐蚀性能、耐气压变化能力和耐磨的性能得到巩固和稳定，另外，合金中0.10%的铝和 18.0%的铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，稳定了阀门的耐腐蚀性。
[0035] 通过如下方法制备： 将待te?炼的原材料加入水冷铜井f祸的真空室内，抽真空，将猛、络、钥、银、铜、梓、钻、 锁、镧、错、铭以350 °C /min的加热速度加热至恪融，保温30min，将碳、磷、硫、娃、硼粉碎至10 Mi的颗粒，再采用氩气吹送至水冷铜坩埚的真空室内，使合金材料的原材料混合均匀，保证 合金原材料的充分混合，并有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗，提高了材料的抗 氧化性和耐磨性;然后在铸造预热温度为650°C，离心转速370 rpm，浇铸过程在6秒完成离 心浇铸，有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗;最后在1280°C，热等静压160MPa的条 件下，保压1小时，得到飞机卫生间用阀门合金材料成品，所得到的合金材料的晶格结构有 形式不同的a、y和e相，保证合金在复杂环境下的稳定性，经热等静压处理后得到的合金材 料是珠光体面积率为85 %的材料组织，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值 Pave=9.0，其标准偏差P〇=0.1，制备的合金材料强度硬度提高，有效地防止了材质分布不均 造成的耐磨性能低的缺陷。
[0036]本实施例所制备的合金材料硬度为86HB，屈服强度为1740MPa，在-78°C条件下的 抗拉强度为374MPa，伸长率为49.8%，断面收缩率为64%。
[0037] 实施例3 原料组分： 碳1?0%、锰1?10%、磷0?045%、硫0?04%、硅0?355%、铬20?0%、钼0?25%、镍12?0%、铜0?30%、 锌0 ? 42%、钴20 ? 0%、锶11 ? 0%、镧0 ? 30%、硼3 ? 0%、铝0 ? 50%、铑0 ? 03%，其余为铁。
[0038]碳的含量为1.0%，保证了合金的基本机械强度，但阀门的延展性、韧性需要提高， 0. 30%的镧，但镧的加入使得阀门的耐磨性有所降低，为了不降低耐磨性，加20.0%的钴和 12.0%的镍，这样阀门的延展性、韧性、耐磨性进一步提高，由于铁、镍与钴可无限互溶，可得 到晶格结构形式不同的1丫和 ￡相，另外，碳与钴在合金中形成Co-C系合金，使得材料的韧 性、稳定性与硬度在碳含量为1.0%的情况下达到最优，合金的耐磨性和抗腐蚀性再次得到 提高，同时由于加入的镧是少量的，因而材料成本不会提高。合金中添加1.10%的锰，不但有 利于合金的抗蚀性，而且还能使合金的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善合金的抗腐蚀 性能。合金中添加0.355%的硅、0.25%的钼、0.045%的磷、0.04%的硫，保证合金在碳含量为 1. 〇%的情况下有优良的抗拉强度和抗懦变能力。〇. 30%的铜能进一步改善合金材料的延展 性和抗腐蚀性，0.42%的锌能提高合金的流动性，铜和锌的配合，能使合金材料的耐磨性能 和抗腐蚀性能得到改善，使得合金中各组分元素反应组合充分且均匀，因此抗腐蚀性能、耐 气压变化能力和耐磨的性能又一次提高。11. 〇%的锶和〇. 03%的铑能够吸收和反射X射线辐 射，防止高空中的宇宙射线对飞机及其零部件的伤害，3.0%的硼可改善合金的致密性，使抗 腐蚀性能、耐气压变化能力和耐磨的性能得到巩固和稳定，另外，合金中0.50%的铝和20.0% 的铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，稳定了阀门的耐腐蚀性。
[0039] 通过如下方法制备： 将待te?炼的原材料加入水冷铜井f祸的真空室内，抽真空，将猛、络、钥、银、铜、梓、钻、 锁、镧、错、铭以500 °C /min的加热速度加热至恪融，保温50min，将碳、磷、硫、娃、硼粉碎至20 Mi的颗粒，再采用氩气吹送至水冷铜坩埚的真空室内，使合金材料的原材料混合均匀，保证 合金原材料的充分混合，并有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗，提高了材料的抗 氧化性和耐磨性;然后在铸造预热温度为700°C，离心转速400rpm，浇铸过程在10秒完成离 心浇铸，有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗;最后在1300°C，热等静压200MPa的条 件下，保压2小时，得到飞机卫生间用阀门合金材料成品，所得到的合金材料的晶格结构有 形式不同的a、T和e相，保证合金在复杂环境下的稳定性，经热等静压处理后得到的合金材 料是珠光体面积率为91 %的材料组织，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值 Pave=13.0，其标准偏差P〇=0.3，制备的合金材料强度硬度提高，有效地防止了材质分布不 均造成的耐磨性能低的缺陷。
[0040]本实施例所制备的合金材料硬度为86HB，屈服强度为1730MPa，在-78°c条件下的 抗拉强度为475MPa，伸长率为50.8%，断面收缩率为62%。
[0041 ] 实施例4 原料组分： 碳0?80%、锰0?875%、磷0?040%、硫0?035%、硅0?253%、铬19?0%、钼0?20%、镍10?5%、铜 0 ? 255%、锌 0 ? 365%、钴18 ? 5%、锶 9 ? 5%、镧 0 ? 20%、硼1 ? 75%、铝 0 ? 30%、铑 0 ? 02%，其余为铁。
[0042]碳的含量为0.80%，保证了合金的基本机械强度，但阀门的延展性、韧性需要提高， 0.20%的镧，但镧的加入使得阀门的耐磨性有所降低，为了不降低耐磨性，加18.5%的钴和 10.5%的镍，这样阀门的延展性、韧性、耐磨性进一步提高，由于铁、镍与钴可无限互溶，可得 到晶格结构形式不同的1丫和 ￡相，另外，碳与钴在合金中形成Co-C系合金，使得材料的韧 性、稳定性与硬度在碳含量为0.80%的情况下达到最优，合金的耐磨性和抗腐蚀性再次得到 提高，同时由于加入的镧是少量的，因而材料成本不会提高。合金中添加0.875%的锰，不但 有利于合金的抗蚀性，而且还能使合金的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善合金的抗腐 蚀性能。合金中添加〇. 253%的硅、0.20%的钼、0.040%的磷、0.035%的硫，保证合金在碳含量 为0.80%的情况下有优良的抗拉强度和抗蠕变能力。0.255%的铜能进一步改善合金材料的 延展性和抗腐蚀性，0.365%的锌能提高合金的流动性，铜和锌的配合，能使合金材料的耐磨 性能和抗腐蚀性能得到改善，使得合金中各组分元素反应组合充分且均匀，因此抗腐蚀性 能、耐气压变化能力和耐磨的性能又一次提高。9.5%的锶和0.02%的铑能够吸收和反射X射 线福射，防止高空中的宇宙射线对飞机及其零部件的伤害，1.75%的硼可改善合金的致密 性，使抗腐蚀性能、耐气压变化能力和耐磨的性能得到巩固和稳定，另外，合金中0.30%的铝 和19.0%的铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，稳定了阀门的耐腐蚀性。
[0043] 通过如下方法制备： 将待te?炼的原材料加入水冷铜井f祸的真空室内，抽真空，将猛、络、钥、银、铜、梓、钻、 锁、镧、错、铭以425 °C /min的加热速度加热至恪融，保温40min，将碳、磷、硫、娃、硼粉碎至15 Mi的颗粒，再采用氩气吹送至水冷铜坩埚的真空室内，使合金材料的原材料混合均匀，保证 合金原材料的充分混合，并有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗，提高了材料的抗 氧化性和耐磨性;然后在铸造预热温度为375 °C，离心转速385rpm，浇铸过程在8秒完成离心 浇铸，有效阻止了原材料在熔炼过程中的氧化损耗;最后在1290°C，热等静压180MPa的条件 下，保压1.5小时，得到飞机卫生间用阀门合金材料成品，所得到的合金材料的晶格结构有 形式不同的a、T和e相，保证合金在复杂环境下的稳定性，经热等静压处理后得到的合金材 料是珠光体面积率为87 %的材料组织，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的平均值 Pave=l 1.0，其标准偏差P〇=0.15，制备的合金材料强度硬度提高，有效地防止了材质分布不 均造成的耐磨性能低的缺陷。
[0044]本实施例所制备的合金材料硬度为85HB，屈服强度为1720MPa，在-78°C条件下的 抗拉强度为474MPa，伸长率为48%，断面收缩率为62%。
[0045] 实验例1 将本发明实施例卜4合金材料与普通普通阀门合金材料的基本金属特性相比较，其性 能结果如下表1。
[0046]由上述试验例可见，本发明合金材料的各项性能均高于普通阀门合金材料，更加 适合用于飞机卫生间的阀门材料。
[0047] 实验例2 将本发明实施例卜4合金材料与普通普通阀门合金材料的低温力学性能相比较，其在-78°C的条件下的力学性能对照结果如下表2。
[0048]由上述试验例可见，本发明合金材料在_78°C的条件下的各项力学性能均高于普 通阀门合金材料，更加适合用于飞机卫生间的阀门材料。
[0049]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。
【主权项】
1. 一种用于飞机卫生间阀门的合金材料，其特征在于，其含有的化学元素成分及其质 量百分比为： 0 · 6%~1 · 0%的碳，0 · 65%~1 · 10%的锰，0 · 035%~0 · 045%的磷，0 · 03%~0 · 04%的硫，0 · 15%~ 0 · 355%的硅，18 · 0%~20 · 0%的铬，0 · 15%~0 · 25%的钼，9 · 0%~12 · 0%的镍，0 · 21%~0 · 30%的铜， 0 · 31%~0 · 42%的锌，17 · 0%~20 · 0%的钴，8 · 0%~11 · 0%的锶，0 · 10%~0 · 30%的镧，0 · 50%~3 · 0%的 硼，0.10%~0.50%的铝，0.01%~0.03%的铑，其余为铁。2. 根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，镧的质量百分比为0.10%~0.20%。3. 根据权利要求2所述的合金材料，其特征在于，硼的质量百分比为0.50%~2.0%。4. 根据权利要求3所述的合金材料，其特征在于，铝的质量百分比为0.25%~0.30%。5. 根据权利要求4所述的合金材料，其特征在于，钴的质量百分比为17.0%~18.0%。6. 根据权利要求5所述的合金材料，其特征在于，铑的质量百分比为0.01%~0.02%。7. -种用于飞机卫生间阀门的合金材料，其特征在于，按质量百分比计含有如下原料 组分，碳0 · 43%、锰0 · 88%、磷0 · 040%、硫0 · 03%、硅0 · 35%、铬 18 · 0%、钼0 · 21%、镍 11 · 0%、铜 0 · 28%、锌 0 · 39%、钴 17 · 5%、锶 10%、镧 0· 17%、硼 1 · 50%、铝 0· 29%、铑 0· 018%，其余为 Fe 和不可避 免的杂质。8. -种如权利要求1~7中任一项所述的合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤S01，将待；tg?炼的原材料加入水冷铜纟甘祸的真空室内，抽真空，将猛、络、钥、银、铜、 锌、钴、锶、镧、铝、铑以350°C/min~500°C/min的加热速度加热至熔融，保温30min~50min; 步骤S02，将碳、磷、硫、硅、硼粉碎至1 Ομπι~20μπι的颗粒，再采用氩气吹送至水冷铜坩埚 的真空室内，使合金材料的原材料混合均匀； 步骤S03,采用离心浇铸的方法铸造飞机卫生间用阀门合金材料，经过热等静压处理得 到飞机卫生间阀门合金材料成品。9. 根据权利要求8所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤S03中，所述离心饶 铸的方法为:铸造预热温度为650°0700°C，离心转速370rpm~400 rpm，浇铸过程在6秒~10 秒完成。10. 根据权利要求9所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤S03中，所述静压 处理的方法为:在1280 °01300 °C，热等静压160MPa~200MPa的条件下，保压1小时~2小时，所 述合金材料是珠光体面积率为85%以上的组织，且距表面深0.35mm的珠光体团的粒度号的 平均值Pave及其标准偏差Ρσ分别满足下述公式:9.0 < Pave <13.0;0.0<Ρσ<0.3。
【文档编号】C22C38/54GK105821345SQ201610295928
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月7日
【发明人】王少平
【申请人】惠安县泰达商贸有限责任公司