[發明專利]一種用于高溫工況下的中碳耐磨鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201410350897.0
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104073745A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 劉旭;胡斌;劉智濤;黃云苓;陳廷偉;劉勁松;王洪霞
• 申請（專利權）人: 中材裝備集團有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/50;C22C33/06;B22D27/08;C21D6/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及一種中碳耐磨鋼，特別涉及一種在高溫工況下(700～800℃)的中碳耐磨鋼及其制備方法。

背景技術

水泥作為當今社會生產建設一種必須的工程材料，其用量不言而喻，帶來的能耗也居高不下。冷卻機作為生產水泥的一種重要的設備，對熟料起到運輸和冷卻的作用，與熟料交換的熱量用于水泥廠的余熱發電，綜合利用資源，降低能耗。

目前，國內冷卻機設備的破碎裝置均在尾部(工況溫度在200℃左右)，很多大塊熟料心部熱量浪費；經研究，冷卻機的破碎裝置放置在700～800℃的位置，不僅能夠將水泥熟料破碎均勻，更重要的是能夠最有效的回收熟料熱量。冷卻機設備的破碎裝置在使用時放置在700～800℃的位置，不僅承受高溫水泥熟料的磨損，同時還得承受一定數量的水泥大塊熟料的沖擊，這就要求所用材料不僅能夠抗高溫氧化、抗高溫磨損，還得有一定的韌性。

目前，在700～800℃的高溫耐磨材料僅有少數歐洲水泥設備制造商生產和供貨，牌號類似于國標ZG40Cr25Ni20Si2，使用壽命不低于2年，因此研發一種新型高溫耐磨材料，能夠打破國外對高溫破碎裝置在水泥生產設備上的壟斷，故而研制高溫耐熱耐磨材料技術至關重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠在700～800℃高溫工況下的用于高溫工況下的中碳耐磨鋼及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種用于高溫工況下的中碳耐磨鋼，按質量百分比，包括以下成分：C：0.15～0.55％，Si：0.8～2.5％，Mn：1.0～2.5％，Cr：20.0～30.0％，Ni：10.0～16.0％，W：1.0～3.0％，Mo：0.5～2.0％，V：0.1～1.0％，Nb：0.05～0.5％，Ti：0.05～0.2％，N：0.05～0.2％，RE：0.05～0.2％，S+P≤0.03％，其余為Fe和不可避免的雜質。

優選，按質量百分比，包括以下成分：C：0.15～0.4％，Si：1.0～2.0％，Mn：1.0～2.0％，Cr：25.0～29.0％，Ni：10.0～14.0％，W：1.5～2.8％，Mo：0.6～1.8％，V：0.2～0.6％，Nb：0.1～0.35％，Ti：0.1～0.2％，N：0.1～0.2％，RE：0.08～0.15％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。

更優選，按質量百分比，包括以下成分：C：0.2～0.3％，Si：1.0～1.5％，Mn：1.2～1.7％，Cr：26.0～28.5％，Ni：11.0～13.0％，W：2.0～2.5％，Mo：0.7～1.2％，V：0.3～0.5％，Nb：0.15～0.25％，Ti：0.1～0.2％，N：0.1～0.2％，RE：0.08～0.15％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。

最優選，按質量百分比，包括以下成分：C：0.25％，Si：1.2％，Mn：1.5％，Cr：27％，Ni：12.5％，W：2.2％，Mo：0.75％，V：0.4％，Nb：0.2％，Ti：0.1％，N：0.2％.，RE：0.1％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余為Fe和不可避免的雜質。

所述稀土元素RE以Y和Ce為主成分。

所述高溫工況是指700～800℃的工況。

上述的用于高溫工況下的中碳耐磨鋼的制備方法，包括以下步驟：

第一步：配料

按照碳鋼的化學成分，分別計算并稱取廢鋼、硅鐵、錳鐵、鎳板、鉬鐵、鎢鐵、釩鐵、低碳鉻鐵、高碳鉻鐵、鈦鐵、鈮鐵和稀土；

第二步：中頻感應爐熔煉

先將重量30～80％的廢鋼加入到中頻感應爐中，待爐中廢鋼開始熔化后，再加入鎳板、鉬鐵、鎢鐵和鈮鐵；再加入余下廢鋼，當爐中金屬全部熔化后，再加入高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、硅鐵、錳鐵和釩鐵，化清；加入鋼液重量0.01％的鋁絲脫氧，脫氧后待中頻感應爐的爐溫達到1580～1610℃時，出爐；

第三步：鋼包爐精煉

將鋼水澆入鋼包爐中，鋼包爐溫度穩定在1580±10℃，靜置5～10分鐘后放入稀土和鈦鐵，靜置15分鐘后，出爐澆注；

第四步：V法鑄造

采用抽負壓的方式使砂緊實形成型腔，鋼液澆入型腔后，一直保持負壓，澆注時負壓保持在0.06MPa，在澆注的同時微振3～5s，頻率50Hz，振幅不超過0.5mm，澆注完畢后負壓保持在0.04MPa，保壓30～45min，撤負壓，出箱；

第五步：線切割成型