[發明專利]一種超高錳鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201210074410.1
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102605268A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 孫偉;薛會鋒;嚴峻
• 申請（專利權）人: 三一重型裝備有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C21D1/18;C21D6/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及金屬領域，尤其涉及一種超高錳鋼及其制備方法。

背景技術

隨著現代工業的發展，大型設備如采礦設備、破碎設備和挖掘設備等在冶金和礦山等行業應用愈加廣泛，其抗磨配件重達幾噸到幾十噸，有效厚度均在100mm以上。高錳鋼廣泛應用于大型設備的抗磨配件，但是隨著工業的發展，傳統高錳鋼已經難以滿足工業需求。

破碎是煤炭洗選過程的一個重要環節，破碎機破碎齒耐磨性好壞是破碎效率的關鍵因素，而破碎機破碎齒壽命長短則關乎生產的成本。目前，破碎齒主要采用改性高錳鋼，該鋼種因韌性高和耐磨性好被廣泛應用于破碎齒等煤炭機械關鍵耐磨零部件，但是此種改性高錳鋼的使用壽命仍然較短。

隨著高強耐磨材料的發展，研究者研發出了一種新型的錳鋼材料一超高錳鋼，超高錳鋼是在原高錳鋼的化學成分上提高錳的含量，超高錳鋼的錳含量可達16wt％～19wt％。超高錳鋼與高錳鋼比較，超高錳鋼的初始硬度比高錳鋼高，兩種鋼的沖擊韌性相差不大，但是超高錳鋼鑄件不會出現早期斷裂的現象；此外，從經濟效益角度分析，超高錳鋼比高錳鋼性價比高，超高錳鋼的使用壽命是高錳鋼的1.3～2倍。因此，研究者在對高錳鋼中增加錳含量，加入微量元素及相應的熱處理工藝設計等方面做了大量工作，以尋求進一步提高高錳鋼的力學性能、加工硬化性能及耐磨性。

公開號為101250675A的中國專利公開了一種含鎢超高錳鋼的化學配方和熱處理工藝，其化學配方是在高錳鋼的基礎上提高錳含量，添加了W、Cr和Re三種合金元素，此種高錳鋼經過熱處理后，在應用過程中強度、沖擊韌性和耐磨性仍然偏低。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種超高錳鋼及其制備方法，由該方法制備的超高錳鋼具有較高的強度、沖擊韌性和耐磨性。

有鑒于此，本發明公開了一種超高錳鋼，包括：

1.0wt％～1.6wt％的C；

16wt％～20wt％的Mn；

0.4wt％～1.2wt％的Si；

1.0wt％～3.0wt％的Cr；

0.2wt％～1.0wt％的Mo；

0.003wt％～0.005wt％的B；

0.1wt％～0.2wt％的Ti；

0.03wt％～0.05wt％的Re；

0～0.004wt％的S；

0～0.004wt％的P；

余量的Fe。

優選的，所述C的含量為1.3wt％～1.5wt％。

優選的，所述Mn的含量為18wt％～19wt％。

優選的，所述Si的含量為0.4wt％～0.6wt％。

優選的，所述Mo的含量為0.2wt％～0.4wt％。

優選的，所述Re為La。

本發明還公開了一種超高錳鋼的制備方法，包括以下步驟：

a)、將如下成分的原料鑄造，得到超高錳鋼鑄錠：

1.0wt％～1.6wt％的C，16wt％～20wt％的Mn，0.4wt％～1.2wt％的Si，1wt％～3wt％的Cr，0.2wt％～1.0wt％的Mo，0.003wt％～0.005wt％的B，0.1wt％～0.2wt％的Ti，0.03wt％～0.05wt％的Re，0～0.004wt％的S，0～0.004wt％的P和余量的Fe；

b)、將所述超高錳鋼鑄錠進行熱處理，具體為：

b01)、將所述超高錳鋼鑄錠加熱至890℃～950℃進行第一次保溫處理和第一次冷卻，冷卻至600℃～650℃；

b02)、將步驟b01)得到的超高錳鋼鑄錠進行第二次保溫處理；

b03)、將步驟b02)得到的超高錳鋼鑄錠加熱至1000℃～1100℃進行第三次保溫處理后水淬，得到超高錳鋼。

優選的，步驟b01)中所述第一次保溫處理的保溫時間為40min～60min，所述第一次冷卻的冷卻方式為爐冷。

優選的，步驟b02)中所述第二次保溫處理的保溫時間為30min～60min。

優選的，步驟b03)中所述第三次保溫處理的保溫時間為40min～60min。

與現有技術相比，本發明的超高錳鋼在傳統高錳鋼的基礎上提高錳的含量，錳元素在鋼的基體中形成(Fe、Mn)₃C、Mn₇C等碳化物，極大地提高了鋼的強度和沖擊韌性，同時添加了Cr、Mo、B和Ti等合金元素，能夠有效地細化晶粒，改善碳化物的大小和形態，提高基體的強度和硬度。