[發(fā)明專利]一種高鉻鋼及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610206879.4
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105755399B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭開宏;王海艷;王秀連;王娟;董曉蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/22;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C33/06;C21D1/18
• 代理公司: 廣東世紀專利事務(wù)所44216
• 代理人: 千知化

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金鋼及制備方法，特別涉及高鉻鋼及制備方法，屬于耐磨材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

礦山企業(yè)為提高磨礦效率，目前多采用大型磨機、自磨機、半自磨機破碎研磨銅礦、鐵礦、釩鐵礦等物質(zhì)，襯板（最大單重近1.5噸）作為主要易損件，承受直徑達180mm的磨球或直徑達500mm的礦石沖擊、腐蝕和磨損，工況惡劣，存在腐蝕與磨損的交互作用，加速材料消耗。在材料選擇時既要考慮耐磨性，又要考慮耐蝕性，同時受沖擊也要考慮強韌性的要求，現(xiàn)行礦山常采用高錳鋼和合金鋼。高錳鋼硬度低，耐磨耐蝕性差，壽命短；合金鋼由于選材和制備方法不當韌性低，襯板易發(fā)生斷裂出現(xiàn)早期失效或不耐磨損。因此選用合適的材料及制備方法以提高襯板耐磨性、耐蝕性和強韌性，是提高襯板壽命和安全性的有效途徑。

CN1025603761A公開了一種礦山用高鉻多元合金鋼襯板：C：0.5~1.8%，Si：0.5~1.2%，Mn：0.8~1.5%，Cr：11~14%，Mo：0.2~0.5%，Ni：0.5~0.8%，B：0.1~0.2%，Ti：0.1~0.2%，鉀鈉變質(zhì)劑0.2~0.4%，余量為Fe。本發(fā)明碳含量高，與鉻易形成化合物并呈網(wǎng)狀分布，韌性低，對于沖擊小的小型磨機具有較好的耐磨性。采用鉀鈉變質(zhì)劑，由于鉀、鈉密度小，熔點低，易揮發(fā)，作為變質(zhì)元素穩(wěn)定性差。

CN101363104A公開了一種濕式弱酸性介質(zhì)用耐磨蝕材料，C：0.17~0.26%，Cr：12.5~14.5%，Mn：0.5~1.2%，Ni：0.01~0.18%，Mo：0.2~0.6%，Cu：0.5~1.2%，Si：0.5~0.9%，余量為Fe。本發(fā)明的濕式弱酸性介質(zhì)用抗磨損蝕材料其抗抗腐蝕磨損性是Mn1₃Cr₂的2倍以上。

CN100436633C公開了低碳高合金球磨機襯板鋼及其制備方法：C：0.15~0.3%，Si：0~1.6%，Mn：0.5~1.7%，Cr：5.0~10.0%，Mo：0~1.5%，Ni：0~1.5%，B：0.1~0.2%，Ti：0~1.0%，RE：0~0.8%，P：0.01~0.045%，S：0.01~0.045%，其它金屬和非金屬元素總量不超過3%，余量為Fe。本發(fā)明在濕式磨礦機襯板工作環(huán)境下具有很好的耐磨性，其壽命為高錳鋼襯板的2倍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點，提供一種兼具材料的耐磨性、耐蝕性和強韌性的高鉻鋼。

本發(fā)明的另一個目的提供一種所述高鉻鋼的制備方法。

本發(fā)明所述的高鉻鋼由以下成分及質(zhì)量百分含量組成：C：0.15~0.24%，Cr：10.5~12.0%，Si：0.4~0.8%，Mn：0.4~0.8%，Ni：1.0~2.0%，Ti：0.5~1.0%，W：1.0~2.0%，P、S≤0.04%，Al：0.01~0.04%和Ce：0.2~0.3%，余量為Fe。

優(yōu)選的高鉻鋼由以下成分及質(zhì)量百分含量組成：C：0.22%，Cr：11.0%，Si：0.6%，Mn：0.6%，Ni：1.5%，Ti：0.75%，W：1.5%，P、S≤0.04%，Al：0.025%和Ce：0.25%，余量為Fe。

本發(fā)明的高鉻鋼制備方法由以下步驟組成：

①將廢鋼、鉻鐵放入真空中頻感應(yīng)爐熔煉，加入鎢鐵和鈦鐵，抽真空，保持80~100Pa，熔煉溫度1620~1670℃，鈰加入鋼包底部；

②當鋼包鋼水溫度為1580~1600℃時，澆入鑄型中，即得到高鉻鋼鑄件；

③熱處理方法：預(yù)處理：1050~1100℃保溫4~6h，油冷，650~670℃回火；淬火：1020~1050℃，油冷，油溫不超過120℃；回火：200~220℃，保溫6~8h，出爐空冷。

C：碳是保證高鉻鋼強度和耐磨性的基本元素，碳太低高鉻鋼韌性高，但強度和耐磨性低，碳太高在熱處理過程中產(chǎn)生針狀馬氏體組織，韌性低；本發(fā)明碳選擇范圍0.15~0.24%。

Cr：鉻提高高鉻鋼淬透性和強度，也提高材料抗腐蝕性；太高會降低材料韌性，太低不利于材料抗腐蝕性；本發(fā)明鉻選擇范圍10.5~12.0%，與碳協(xié)同作用使基體獲得板條馬氏體組織。

Ni：鎳提高淬透性，是擴大奧氏體元素，避免出現(xiàn)鐵素體，有利于強度、韌性的提高。從性價比考慮鎳選擇范圍為1.0~2.0%。