[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810656728.8
• 申請日: 2018-06-24
• 公開（公告）號: CN108950432B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡天志;倪國勇;馬保斌;焦曉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 福建大通互惠精密鑄造有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/54;C22C33/06;C21D6/00;C21D1/26;C21D1/18;C21D9/50
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本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼，其原料按百分比的配方如下：碳(C)0.25?0.35%、錳(Mn)1.2?1.8%、硅(Si)0.45?0.55%、鉻(Cr)1.0?1.5%、鎳(Ni)0.6?0.8%、鉬(Mo)0.4?0.6%、硼0.002?0.003%、稀土元素0.02?0.06%、其余為鐵(Fe)以及不可避免的雜質(zhì)元素。本發(fā)明還公開了一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼的制造方法。本發(fā)明中含有微量硼元素和稀土元素的低合金結(jié)構(gòu)鋼，通過熱處理工藝和優(yōu)良鑄造工藝，該低合金耐磨鋼具備較高的強(qiáng)度（抗拉大于1300Mpa）和硬度(約40HRC)，且常溫韌性良好，可以作為優(yōu)秀的耐磨機(jī)構(gòu)件的材質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬鑄造材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼的制造方法。

背景技術(shù)

從整體上看，目前耐磨材料基本上分為耐磨鋼和耐磨鑄鐵兩大類，近年來鑄鋼件設(shè)備逐漸向大型化的發(fā)展，因其工作環(huán)境更為苛刻，且考慮到經(jīng)濟(jì)性要求，因此對耐磨材料的性能提出了更高的要求。這些大型設(shè)備要求所用的耐磨材料不僅要能承受較大的沖擊載荷，還要有優(yōu)良的耐磨性及使用壽命。這樣傳統(tǒng)的Cr-Mo及Ni-Cr馬氏體白口鑄鐵、高錳鋼及中錳奧氏體鑄鋼、珠光體Cr-Mo鑄鋼等已很難滿足要求，低合金耐磨鑄鋼就是在這樣的背景下出現(xiàn)的。與高錳鋼相比，低合金耐磨鑄鋼顯微組織為馬氏體或馬氏體＋貝氏體，因此其初始硬度較高，合金元素主要以Si、Mn及Cr、Mo為主，碳含量分低、中、高三個(gè)檔次。通過調(diào)整碳含量，所得到的低合金耐磨鑄鋼，不僅強(qiáng)度、硬度遠(yuǎn)高于高錳鋼，但其沖擊韌性稍低于高錳鋼，在很大程度上可以替代高錳鋼。因而這類耐磨材料一出現(xiàn)，便備受各國研究者的青睞。因此，開發(fā)生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低廉、強(qiáng)度和韌性高、淬透性和淬硬性好的耐磨金屬材料，在磨料磨損工況下取代目前廣泛使用的普通耐磨材料，來減少金屬磨損造成的損失、韌性不足斷裂所造成的損失及降低危險(xiǎn)系數(shù)，無疑對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人身安全有著十分重要的意義，對于更高要求耐磨耗性用途的部件，近年來我國逐漸使用各種低合金耐磨鋼。低合金鋼是指向碳鋼中添加Cr、Mo、Ni等作為合金元素，而使淬火特性、韌性提升的材料，并作為結(jié)構(gòu)用高張力碳鋼和低合金鋼鋼鑄件被JIS、ASTM標(biāo)準(zhǔn)化。

經(jīng)檢索，CN1033845A網(wǎng)上公開了一種高強(qiáng)韌性低碳微合金化鑄鋼，它以碳、錳、鈦、鈮、稀土等為合金元素，其化學(xué)組成（wt.%）如下：碳：0.06-0.18；錳：1.4-1.8；鈮：0.02-0.12；鈦：0.01-0.10；稀土：0.002-0.06；鉬（Mo）＜0.3；鋁（AL）＜0.06；硫（S）＜0.035；磷（P）＜0.035；余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其熱處理采用正火-回火或均勻退火-正火-回火工藝。該發(fā)明鑄鋼具有高的韌性和塑性，但碳含量太低，存在強(qiáng)度和硬度低以及耐磨性差的不足，抗拉強(qiáng)度小于750MPa，屈服強(qiáng)度小于650Mpa。

CN1834279A公開了一種含硼多元低合金耐磨鑄鋼及其制備方法，其化學(xué)成分是wt.%）：碳：0.2-0.45；錳：1.1-1.8；硅：0.8-1.5；鉻：0.3-1.2；硼：0.05-0.20；鈦：0.08-0.30；氮：0.03-0.20；鈣：0.05-0.15；鉀：0.04-0.15；釔：0.08-0.25；鎂：0.03-0.12；其余為鐵和不可避免的微量雜質(zhì)。這種合金鑄鋼不足是，由于硼的含量過高，導(dǎo)致鋼的脆性增大；含鈣較高，使鋼中的夾雜物增多，并且，過量的釔會導(dǎo)致夾雜物呈破碎鏈狀分布，反而有損鋼的塑性和韌性，降低了耐磨鋼的冶金質(zhì)量。為此，我們提出了一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼的制造方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度、高韌性低合金耐磨鋼的制造方法，包括如下步驟：