一种新型节镍型不锈钢防护人防门及其制作方法与流程

1.本技术涉及人防工程领域，尤其是涉及一种新型节镍型不锈钢防护人防门及其制作方法。


背景技术：

2.防护人防门又称防护密封门，是人防工程中安装于出入口的门，在发生战争时、地震等自然灾害时，防护人防门对人防区域的门口具有防护作用。由于防护人防门特殊的应用领域，因此需要防护人防门具备抗爆震能力，另外根据场地情况要求，防护人防门还需要具备防水能力、密封能力或防火能力。
3.按照材质分类，防护人防门通常分为混凝土材质、钢质和混凝土与钢复合材质三种。基于材质本身的性质，钢质防护人防门除了要考量防护人防门的抗爆震能力和防水能力等基础能力之外，还会考量防护人防门的耐腐蚀能力，以保证钢质防护人防门的使用寿命，因此钢质防护人防门通常使用不锈钢作为制作材料。
4.目前用作防护人防门的不锈钢常见为304不锈钢，304不锈钢是一种通用性的不锈钢，综合性能良好，但在实际应用时发现，304不锈钢在酸环境下的耐腐蚀能力一般，导致用304不锈钢制作的防护人防门同样存在耐腐蚀能力不佳的问题。


技术实现要素：

5.为了获得具有良好耐腐蚀性能的不锈钢防护人防门，本技术提供一种新型节镍型不锈钢防护人防门及其制作方法。
6.第一方面，本技术提供的一种新型节镍型不锈钢防护人防门采用如下的技术方案：一种新型节镍型不锈钢防护人防门，包括钢骨架和连接于所述钢骨架的两侧面板，所述钢骨架和所述面板由包括以下质量百分比的原料制成：c:0.06％～0.095％；si:0.32％～0.60％；mn:5.86％～6.68％；p≤0.04％；s≤0.002％；cr:18.96％～19.45％；ni:3.03％～3.78％；mo:0.08％～0.132％；cu:1.22％～1.85％；n:0.212％～0.275％；余量为fe。
7.通过采用上述技术方案，相比于304不锈钢，本技术采用高cr、高n和低ni的配比，cr能够良好的提高铁的钝化能力，cr可形成以cr2o3为基体的稳定的表面保护膜，n对不锈钢的耐晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀能力都具备有益作用，因此高cr和高n含量有助于提高不锈钢的耐腐蚀性，不仅耐腐蚀的环境和种类也增多，而且由此可以降低同样起到耐腐蚀作用但成本较高的ni的含量；另外提高mn含量以促使奥氏体的形成，从而保证不锈钢的基本性能。
8.本技术还通过调整各金属元素的配比，不仅提高了不锈钢的耐腐蚀性，而且使不锈钢在屈服强度、硬度等力学性能方面都具有明显的提升，使本技术的节镍型不锈钢的综合性能更优于304不锈钢。
9.可选的，原料中的mn:6.34％～6.44％。
10.通过采用上述技术方案，mn的含量控制在上述范围，不锈钢的低温韧性更好，具体表现为抗拉强度提高，使不锈钢的综合性能更加优异。
11.可选的，原料中的cr:19.06％～19.15％；n:0.226％～0.235％。
12.通过采用上述技术方案，采用上述高cr含量和高n含量的配比，不锈钢的耐硫酸腐蚀的性能进一步提高，从而进一步提高不锈钢的耐腐蚀能力，适用性提高。
13.可选的，原料中的mo:0.116％～0.125％；ni:3.46％～3.51％。
14.通过采用上述技术方案，mo含量和ni含量在上述范围配比，不锈钢的硬度提升，另外不锈钢的耐硫酸腐蚀能力增强，因此不锈钢的综合能力提高。
15.可选的，原料中的cu:1.57％～1.65％。
16.通过采用上述技术方案，cu的含量控制在上述范围，不锈钢的耐醋酸能力增强。
17.可选的，原料中的mn:6.01％～6.08％；cu:1.57％～1.65％；mo:0.116％～0.125％；ni:3.46％～3.51％。
18.通过采用上述技术方案，同时调整mn、cu、mo和ni四种金属的配比，发现不仅不锈钢的耐硫酸和醋酸腐蚀能力有所提升，而且不锈钢的耐硝酸能力也有所增强，不锈钢的屈服强度提升也较为明显。
19.第二方面，本技术提供的一种新型节镍型不锈钢防护人防门的制作方法采用如下的技术方案：一种新型节镍型不锈钢防护人防门的制作方法，包括以下步骤：将c:0.06％～0.095％；si:0.32％～0.60％；mn:5.86％～6.68％；p≤0.04％；s≤0.002％；cr:18.96％～19.45％；ni:3.03％～3.78％；mo:0.08％～0.132％；cu:1.22％～1.85％；n:0.212％～0.275％；余量为fe的原料进行冶炼和连铸，得到铸坯；将铸坯进行热轧，成型出钢骨架和面板，退火，将面板与钢骨架焊接，制得新型节镍型不锈钢防护人防门。
20.通过采用上述技术方案，钢骨架既给不锈钢防护人防门提供结构强度，又能减少不锈钢材料的消耗，节省成本并适当减轻重量，提高不锈钢防护人防门的综合性能。
21.可选的，冶炼过程包括eaf电弧炉融化、aod炉冶炼和lf炉精炼。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术采用高cr、高n和低ni的配比，cr能够良好的提高铁的钝化能力，cr可形成以cr2o3为基体的稳定的表面保护膜，n对不锈钢的耐晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀能力都具备有益作用，因此高cr和高n含量有助于提高不锈钢的耐腐蚀性，不仅耐腐蚀的环境和种类也增多，而且由此可以降低同样起到耐腐蚀作用但成本较高的ni的含量；另外提高mn含量以促使奥氏体的形成，从而保证不锈钢的基本性能；本技术还通过调整各金属元素的配比，不仅提高了不锈钢的耐腐蚀性，而且使不锈钢在屈服强度、硬度等力学性能方面都具有明显的提升，使本技术的节镍型不锈钢的综合性能更优于304不锈钢。
23.2、本技术通过调节mn、cr、n、mo、ni、cu等材料的配比，改善不锈钢防护人防门的力学性能或耐腐蚀性能，并通过同时调整mn、cu、mo和ni四种金属的配比，使不锈钢防护人防门的耐硝酸腐蚀能力增强，效果明显。
附图说明
24.图1是本技术的不锈钢防护人防门的平面结构图。
25.图2是本技术的不锈钢防护人防门的钢骨架的平面结构图。
26.附图标记说明：1、钢骨架；2、面板。
具体实施方式
27.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。实施例
28.实施例1如图1和图2所示，一种新型节镍型不锈钢防护人防门，包括钢骨架1和面板2，钢骨架1由槽钢制作而成，使钢骨架1整体呈镂空结构，面板2设置有两个且分别固定连接于钢骨架1的两侧。
29.钢骨架的槽钢和面板由以下质量百分比的原料制成：c:0.06％；si:0.60％；mn:6.68％；p:0.04％；s:0.0015％；cr:18.96％；ni:3.03％；mo:0.08％；cu:1.85％；n:0.275％；余量为fe。
30.一种新型节镍型不锈钢防护人防门，包括以下步骤：将上述原料进行冶炼和连铸，冶炼过程包括eaf电弧炉1500℃融化、aod炉1600℃冶炼和lf炉1530℃精炼，然后经过连铸，得到铸坯；将铸坯进行热轧，轧制前加热至1220℃，成型出槽钢和面板，退火，然后将槽钢制作成钢骨架，再将钢骨架的两侧与面板焊接固定，制得新型节镍型不锈钢防护人防门。
31.实施例2～实施例14一种新型节镍型不锈钢防护人防门：实施例2～实施例14与实施例1的区别在于，原料的质量百分比不同，如表1所示，其中fe的质量百分比为表1内每个实施例中各原料之和的余量。
32.对比例对比例1本对比例中的原料比例采用304不锈钢的成分比例，具体比例如表1所示，其中fe的质量百分比为表1内对比例1中各原料之和的余量。
33.表1 csimnpscrnimocun实施例10.060.66.680.040.001518.963.030.081.850.275实施例20.0950.325.860.0320.00219.453.780.1321.220.212实施例30.0950.326.340.0320.00219.453.780.1321.220.212实施例40.0950.326.440.0320.00219.453.780.1321.220.212实施例50.0950.326.010.0320.00219.453.780.1321.220.212实施例60.0950.326.080.0320.00219.453.780.1321.220.212实施例70.0950.325.860.0320.00219.063.780.1321.220.226实施例80.0950.325.860.0320.00219.153.780.1321.220.235实施例90.0950.325.860.0320.00219.453.510.1161.220.212实施例100.0950.325.860.0320.00219.453.460.1251.220.212
实施例110.0950.325.860.0320.00219.453.780.1321.570.212实施例120.0950.325.860.0320.00219.453.780.1321.650.212实施例130.0950.326.010.0320.00219.453.510.1161.570.212实施例140.0950.326.080.0320.00219.453.460.1251.650.212对比例10.040.41.020.0350.002118.118.020.020.120.045性能检测试验对实施例1-14以及对比例1制得的面板进行测试。
34.屈服强度测试：根据gbt 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》进行测试，试样截面为矩形，测得面板的屈服强度rp0.2，检测结果如表2所示。
35.抗拉强度测试：根据gbt 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》进行测试，试样截面为矩形，测得面板的抗拉强度rm，检测结果如表2所示。
36.硬度测试：根据gb/t4340.1-2009《金属维氏硬度试验第1部分:试验方法》进行测试，硬度符号hv0.5，测得面板表面的硬度，检测结果如表2所示。
37.耐硫酸腐蚀测试：根据gb/t 4334.6-2000《不锈钢5％硫酸腐蚀试验方法》进行测试，测试时间6h，测得面板的腐蚀率，检测结果如表3所示。
38.耐醋酸腐蚀测试：根据gb/t 4334.6-2000《不锈钢5％硫酸腐蚀试验方法》进行测试，把测试标准中的试验溶液更改成50％醋酸溶液，测试条件为60℃，测试时间5d，测得面板的腐蚀率，检测结果如表3所示。
39.耐硝酸腐蚀测试：根据gb/t 4334.3-2000《不锈钢65％硝酸腐蚀试验方法》进行测试，测试时间48h，测得面板的腐蚀率，检测结果如表3所示。
40.表2 屈服强度(mpa)抗拉强度(mpa)硬度实施例1386716213实施例2405738206实施例3410758209实施例4406755208实施例5409742210实施例6407742210实施例7418748211实施例8421749212实施例9408738219实施例10408739220实施例11411740206实施例12409739205实施例13418745209实施例14420745210对比例1285665168表3 硫酸腐蚀率(g/m2.h)醋酸腐蚀率(g/m2.h)硝酸腐蚀率(g/m2.h)
实施例178.450.00630.932实施例274.210.00580.873实施例376.530.00610.903实施例476.810.00630.918实施例575.330.00610.895实施例675.640.00600.888实施例749.420.00560.954实施例848.180.00550.966实施例963.460.00540.834实施例1064.870.00560.823实施例1173.080.00450.864实施例1273.440.00460.866实施例1368.400.00550.673实施例1469.510.00530.669对比例1321.750.00620.662结合表2和表3可以看出，对比例1为304不锈钢，与304不锈钢相比，实施例1-14的硫酸腐蚀率更小，即不锈钢的耐硫酸腐蚀能力要明显优于304不锈钢，说明本技术的不锈钢防护人防门具有良好的耐腐蚀性能，另外实施例1-14的不锈钢面板在屈服强度、抗拉强度和硬度方面都要优于304不锈钢，特别是屈服强度要明显优于304不锈钢，说明本技术的不锈钢防护人防门通过适当的金属配比而具有良好的力学性能，并且本技术大幅降低了不锈钢中ni的含量，有效解决了用ni成本过高的问题，从而获得耐腐蚀性能良好、力学性能良好和成本节约的综合性能。
41.本技术的不锈钢耐硝酸能力略差于304不锈钢，但结合本技术不锈钢在耐硫酸腐蚀方面明显的优势，可以判断本技术的不锈钢整体的耐腐蚀性能更加良好。
42.与实施例2相比，实施例3-4通过调节mn的含量在6.34％～6.44％的范围内，虽然不锈钢的耐腐蚀性能有所下降，但是明显提高了抗拉强度，使不锈钢防护人防门的低温韧性增强，适用性更广；与实施例2相比，实施例5-6调节mn的含量在6.01％～6.08％的范围内，不锈钢防护人防门的耐腐蚀性能和力学性能并没有明显改变。
43.与实施例2相比，实施例7-8通过调节cr的含量在19.06％～19.15％的范围内、调节n的含量在0.226％～0.235％的范围内，可以看出不锈钢的耐硫酸腐蚀能力更强，耐醋酸腐蚀能力相差不大，而耐硝酸腐蚀能力较弱，不锈钢的耐腐蚀倾向发生改变。
44.与实施例2相比，实施例9-10通过调节mo的含量在0.116％～0.125％的范围内、调节ni的含量在3.46％～3.51％的范围内，可以看出不锈钢在三种酸中的耐腐蚀能力较为平衡，其中耐受硫酸的能力更加突出，另外在屈服强度和抗拉强度变化不大的情况下，获得较明显的硬度提升，进一步提高不锈钢防护人防门的适用性。
45.与实施例2相比，实施例11-12通过调节cu的含量在1.57％～1.65％的范围内，可以看出不锈钢在耐受醋酸腐蚀方面的能力提高，力学性能受影响不大。
46.与实施例2相比，实施例13-14通过调节mn的含量在6.01％～6.08％的范围内、cu的含量在1.57％～1.65％的范围内、mo的含量在0.116％～0.125％的范围内、ni的含量在
3.46％～3.51％的范围内，可以看出不锈钢的屈服强度有所提高，耐腐蚀方面也有所提高，特别是耐硝酸腐蚀方面的提高更为明显，硝酸腐蚀率接近于304不锈钢的硝酸腐蚀率，因此不锈钢防护人防门的适用性更高，更加适用于严苛的环境，综合性能更优。
47.本具体实施方式仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本具体实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。