[發(fā)明專利]一種高強度高韌性耐磨合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810506521.2
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108754306B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宏明;唐鋒;李桂榮
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/54;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/06;C22C33/04
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本發(fā)明屬于鋼鐵材料領(lǐng)域，提供一種高強度耐磨合金及其制備方法，所述合金中各化學(xué)成分按重量百分比計為：0.8％≤C≤1.2％，0.60％≤Si≤0.80％，0.60％≤Mn≤0.80％，2.0％≤B≤3.0％，2.0％≤W≤3.0％，1.5％≤V≤2.0％，2.0％≤Mo≤3.0％，1.0％≤Cr≤2.0％，1.0％≤Ni≤2.0％，0.2％≤Ti≤0.5％，0.2％≤Al≤0.5％，0.01％≤Ce≤0.030％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素總量小于0.1％，其中S≤0.020％，P≤0.020％，O≤0.001。本發(fā)明的合金經(jīng)熔煉、精煉和脫氧合金化、鑄造和軋制制備，可以實現(xiàn)合金的高強度、高韌性和高耐磨性的同步提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料領(lǐng)域，特別涉及到一種高強度高韌性耐磨合金及其制備方法。

背景技術(shù)

對鋼鐵材料而言，同步提升材料的強度、韌性和耐磨性存在較大困難，而隨著應(yīng)用要求的提高，在重大裝備制造領(lǐng)域需要具備超高強度、高韌性和高耐磨性的鋼鐵材料；著力解決這個技術(shù)問題的方法主要集中在三個方面：(一)復(fù)合微合金化強化，(二)冶煉與精煉控制鋼的高純凈化，(三)是加工與熱處理過程的強化；其中的高純凈化在有害元素控制在極低水平時難以實現(xiàn)材料性能的再進一步提升，而加工與熱處理過程強化，由于機理尚不完全清楚，有待深入研究，2017年的科學(xué)雜志報道了通過加工使位錯增殖和細晶的方法，可以實現(xiàn)材料強度、韌性的同步提升，但由于不同的鋼的熱加工方法差別太大，熱加工強化的效果千差萬別，也有待深入的研究；因此，復(fù)合微合金強化是提升材料性能，特別是同步提高材料強度、韌性和耐磨性能的主要方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高強度高韌性耐磨合金，通過在普通鋼中引入多種合金元素進行協(xié)同強化，實現(xiàn)合金的強度、韌性和耐磨性等性能同時提升，解決目前合金鋼對高強度、高韌性和高耐磨性的需求。

本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種高強度高韌性耐磨合金，合金的化學(xué)成分為(重量百分比)：0.8％≤C≤1.2％，0.60％≤Si≤0.80％，0.60％≤Mn≤0.80％，2.0％≤B≤3.0％，2.0％≤W≤3.0％，1.5％≤V≤2.0％，2.0％≤Mo≤3.0％，1.0％≤Cr≤2.0％，1.0％≤Ni≤2.0％，0.2％≤Ti≤0.5％，0.2％≤Al≤0.5％，0.01％≤Ce≤0.030％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素總量小于0.1％，其中S≤0.020％，P≤0.020％，O≤0.001。

本發(fā)明的高強度高韌性耐磨合金經(jīng)熔煉、精煉和脫氧合金化、鑄造和軋制環(huán)節(jié)制成鋼材產(chǎn)品，主要具體生產(chǎn)步驟包括：

(1)熔煉：轉(zhuǎn)爐冶煉以鐵水為原料，脫碳升溫，冶煉終點C、Si、Mn含量控制在0.8％≤C≤1.2％，0.60％≤Si≤0.80％，0.60％≤Mn≤0.80％范圍內(nèi)，在1620—1680℃溫度范圍內(nèi)出爐；

(2)精煉和脫氧合金化：在LF爐內(nèi)精煉脫硫，脫氧并進行合金化，將合金的成分控制在目標(biāo)范圍內(nèi)：0.8％≤C≤1.2％，0.60％≤Si≤0.80％，0.60％≤Mn≤0.80％，2.0％≤B≤3.0％，2.0％≤W≤3.0％，1.5％≤V≤2.0％，2.0％≤Mo≤3.0％，1.0％≤Cr≤2.0％，1.0％≤Ni≤2.0％，0.2％≤Ti≤0.5％，0.2％≤Al≤0.5％，0.01％≤Ce≤0.030％，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素總量小于0.1％，其中S≤0.020％，P≤0.020％，O≤0.001。

(3)合金熔體溫度在1480～1500℃范圍時進行鑄造成坯。

(4)經(jīng)1260～1280℃熱軋，再冷軋后得到成品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本發(fā)明的優(yōu)點如下：