[發明專利]一種釩鈦微合金化超高錳鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201610058091.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105648316A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 向紅亮;郭銘潮;劉東
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/14;C22C38/12;C21D6/00;C21D9/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于金屬材料冶金領域，具體涉及一種釩鈦微合金化超高錳鋼及其制備方 法。

背景技術

超高錳鋼是一種高韌性耐磨材料，在抵抗強沖擊、擠壓、物料磨損等惡劣工況下具 備顯著優勢，其在重載荷強沖擊下的表層加工硬化現象更是提供了其他材料無法比擬的優 異耐磨性。超高錳鋼的這種加工硬化特性使其長期以來廣泛應用于礦山、冶金、鐵路、建材 等機械設備。

隨著現代工業進步，面對現今重則幾噸、幾十噸且有效厚度需求極大的抗磨件要 求，傳統超高錳鋼難以滿足應用。超高錳鋼組織中容易因為導熱性低，形生粗大柱狀晶與枝 晶間疏松，影響力學性能，并且超高錳鋼在較低沖擊與應力下，難以達到加工硬化程度，耐 磨性得不到較好的發揮。因此，材料科學研究者對超高錳鋼中加入微量元素做了一系列研 究，以尋求進一步提高超高錳鋼的力學性能、加工硬化能力及耐磨性。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種釩鈦微合金化超高錳鋼及其制 備方法；該方法制備的超高錳鋼能有效細化晶粒，具有較高的硬度、沖擊韌性及耐磨性。

為了解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種釩鈦微合金化超高錳鋼，其成分為：C0.9~1.5wt%，Si0.4~0.6wt%，Mn17~19 wt%，P≤0.065wt%，S≤0.02wt%，Ti0.001~0.1wt%，V0.1~0.5wt%，余量為Fe。

優選的，所述的釩鈦微合金化超高錳鋼，其成分為：C1.25~1.35wt%，Si0.4~0.6 wt%，Mn17~19wt%，P≤0.065wt%，S≤0.02wt%，Ti0.045~0.064wt%，V0.08~0.15wt%， 余量為Fe。

一種制備如上所述的釩鈦微合金化超高錳鋼的方法，包括以下步驟：

1）按照超高錳鋼的成分選擇原料進行鑄造，制得超高錳鋼試棒，其中，鑄造工序的澆注 溫度為1400~1600℃；

2）對步驟1）制得的超高錳鋼試棒進行熱處理，具體為：將超高錳鋼試棒室溫入爐，升溫 到1050~1150℃后，進行保溫，保溫時間為1~4h；將保溫后試樣取出入水快速冷卻，得到超 高錳鋼。

步驟2）中升溫速率小于100℃/h。

步驟2）中試樣出爐到入水時間小于30s，冷卻后水溫小于60℃。

有益技術效果：

（1）本發明所制備的超高錳鋼，通過在原料中加入釩鈦，促進了錳鋼組織中晶粒細化；

（2）釩鈦的加入形成彌散分布的高熔點硬質碳化物顆粒，增強耐磨性；

（3）本發明提出的超高錳鋼制備方法中，采用鑄造和合理的水韌熱處理工序制備超高 錳鋼，得到具有高硬度、沖擊韌性與耐磨性的超高錳鋼。

附圖說明

圖1是本發明提出的一種超高錳鋼熱處理工藝圖。

具體實施方案

本發明用下列實施例來進一步說明本發明，但本發明的保護范圍并不限于下列實 施例。

表1是本發明實施例與比較例中超高錳鋼的成分（單位：wt%）

實施例1

根據表1中的成分制備超高錳鋼試樣。

一種制備如上所述的釩鈦微合金化超高錳鋼的方法，包括以下步驟：

1）按照超高錳鋼的成分選擇原料進行鑄造，制得超高錳鋼試棒，其中，鑄造工序的澆注 溫度為1500℃；

2）對步驟1）制得的超高錳鋼試棒進行熱處理，具體為：將超高錳鋼試棒室溫入爐，升溫 到1100℃后，進行保溫，保溫時間為2h；將保溫后試樣取出入水快速冷卻，得到超高錳鋼。

實施例2-1

根據表1中的成分制備超高錳鋼試樣。

一種制備釩鈦微合金化超高錳鋼的方法，包括以下步驟：

1）按照超高錳鋼的成分選擇原料進行鑄造，制得超高錳鋼試棒，其中，鑄造工序的澆注 溫度為1400℃；

2）對步驟1）制得的超高錳鋼試棒進行三種溫度熱處理，具體為：將超高錳鋼試棒室溫 入爐，升溫到1050℃后，進行保溫，保溫時間為2h；將保溫后試樣取出入水快速冷卻，得到 超高錳鋼。

實施例2-2

根據表1中的成分制備超高錳鋼試樣。

一種制備釩鈦微合金化超高錳鋼的方法，包括以下步驟：