[發(fā)明專(zhuān)利]一種含硼多元低合金耐磨鑄鋼及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910022448.2
• 申請(qǐng)日: 2009-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101550518A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯付明;黃惠;蔣喬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安國(guó)豐機(jī)械制造有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/38
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/38;C22C38/32;C21C5/52;B22D1/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐磨金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐磨鑄鋼及其制備方法，特別是一種不含鉬、鎳等貴重合金元素的含硼多元低合金耐磨鑄鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

磨損是冶金、礦山、機(jī)械、電力、煤炭、石油、交通、航空和軍工等許多工業(yè)部門(mén)普遍存在并成為引起設(shè)備失效或材料破壞的一個(gè)重要原因，也是造成經(jīng)濟(jì)損失最多的問(wèn)題之一，研究和發(fā)展新一代耐磨材料，減少金屬磨損，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要的意義。目前廣泛應(yīng)用的耐磨材料主要有合金鋼和白口鑄鐵，前者韌性好，但存在強(qiáng)度和硬度低、耐磨性差的不足，后者具有高硬度和高耐磨性，但存在脆性大，使用中易剝落甚至開(kāi)裂的不足。因此，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉、強(qiáng)度和韌性高、淬透性和淬硬性好的新一代鋼鐵耐磨材料，在磨料磨損工況下取代目前廣泛使用的普通耐磨材料，無(wú)疑具有十分重要的意義。為了提高材料的強(qiáng)韌性和耐磨性，通常都要加入鉬、鎳、鉻、鎢、釩等合金元素，隨著合金資源的日益緊缺，鉬、鎳、鉻、鎢、釩等合金供應(yīng)日趨緊張，價(jià)格飛速上漲，導(dǎo)致普通鋼鐵耐磨材料生產(chǎn)成本不斷攀升。日本專(zhuān)利JP8144009-A報(bào)道了一種含錳、鎳、鉻、鉬的高韌性用于制造破碎機(jī)錘頭的耐磨鑄鋼，其化學(xué)組成(wt.％)如下：C，0.3-0.45，Si≤0.5，Mn≤1.2，Ni，1.5-2.5，Cr，0.7-2，Mo，0.4-1.0，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，這種材料具有優(yōu)異的韌性和耐磨性，但含有較多價(jià)格昂貴的鎳和鉬，使合金生產(chǎn)成本增加。前蘇聯(lián)專(zhuān)利SU1650756-A報(bào)道了一種含碳、硅、錳、鉻、氮、稀土、鈣的多元低合金耐磨鋼，為了改善基體的性能，特別是改善耐磨性，還加入一定數(shù)量的釩、鈮和鈷，其化學(xué)組成(wt.％)如下：C，0.6-0.8，Si，0.1-0.4，Mn，0.7-1.7，Cr，1.3-1.6，N，0.01-0.03，RE，0.01-0.027，Ca，0.001-0.003，V，1.1-1.5，Nb，0.6-0.9、Co，0.3-0.7，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，這種合金材料盡管具有較好的力學(xué)性能和耐磨性，但加入價(jià)格昂貴的釩、鈮和鈷，使合金生產(chǎn)成本急劇增加。前蘇聯(lián)專(zhuān)利SU1650759-A還報(bào)道了一種用鈰和鋇取代鈮和鉬的多元低合金耐磨鑄鋼，其化學(xué)組成(wt.％)如下：C，0.5-0.9，Si，0.5-1.0，Mn，1.5-2.5，Cr，2.5-3.5，Ti，0.05-0.15，V，0.1-0.5，B，0.002-0.008，Ca，0.01-0.03，Al，0.01-0.05，Ce，0.05-0.20，Ba，0.002-0.006，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。這種合金具有較高的碳含量和較好的耐磨性，但存在強(qiáng)度低(710-750MPa)和沖擊韌性低(125-138kJ/m²)的不足，在高沖擊工況下無(wú)法安全可靠的使用。前蘇聯(lián)專(zhuān)利SU1565915-A還報(bào)道了一種硅錳鉻含量較高的多元耐磨合金鑄鋼制造方法，其化學(xué)組成(wt.％)如下：C，0.5-0.7，Si，2.1-3.8，Mn，2.5-5.0，Cr，5.0-7.0，Mo，0.20-0.5，V，0.05-0.5，Ca，0.003-0.03，N，0.005-0.06，Ti，0.07-0.85，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。其硬度達(dá)到HRC59以上，具有優(yōu)異的耐磨性，這種合金材料硅、錳、鉻等合金元素加入量多，制造成本高，而且焊接性能也較差。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN1033845A報(bào)道了一種高強(qiáng)韌性低碳微合金化鑄鋼，它以碳、錳、鈦、鈮、稀土等為合金元素，其化學(xué)組成(wt.％)如下：C，0.06-0.18；Mn，1.4-1.8；Nb，0.02～0.12；Ti，0.01～0.10；RE，0.002～0.06；Mo＜0.3；Al＜0.06；S＜0.035；P＜0.035，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。其熱處理采用正火-回火或均勻退火-正火-回火工藝。本發(fā)明鑄鋼具有高的韌性和塑性，但碳含量太低，存在強(qiáng)度和硬度低以及耐磨性差的不足，抗拉強(qiáng)度小于750MPa，屈服強(qiáng)度小于650MPa。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN1182142提供了一種耐磨鑄鋼，以碳、鉻、鉬為主要合金元素，輔加少量釩、鈦及微量稀土和硼合金元素。其化學(xué)成分含量為(wt.％)：C，0.15-0.50；Si≤0.50；Mn≤1.0；Cr，1.0-2.0；Mo，0.2-0.5；V，0.02-0.10；Ti，0.02-0.10；B，0.005-0.10；S，0.05-0.50；P≤0.04。余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。這種合金鑄鋼經(jīng)熱處理后，其顯微組織為馬氏體加貝氏體及少量的殘余奧氏體，具有良好的強(qiáng)韌性及耐磨性，使用壽命比高錳鋼提高1倍以上，但含有價(jià)格昂貴的鉬，將增加生產(chǎn)成本。