[發(fā)明專利]一種復合變質(zhì)馬氏體合金鑄鋼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011425890.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112575261B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 鄭志斌;龍駿;鄧超;鄭開宏;王娟;王海艷
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學院新材料研究所;梅州市粵科新材料與綠色制造研究院
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/22;C22C38/26;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/28;C21D1/26;C21D1/18;C22C33/06;C21C7/06;C21C7/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

本發(fā)明公開了一種復合變質(zhì)馬氏體合金鑄鋼及其制備方法，屬于合金鋼技術領域。本發(fā)明所述復合變質(zhì)馬氏體合金鑄鋼的化學成分如下：C：0.14～0.22％，Mn：1.0～1.5％，Cr：8.5～10.5％，Si：0.2～0.4％，Mo+Ni+V≤0.6％，Zr：0.01～0.1％，Y：0.01～0.03％，S≤0.04％,P≤0.04％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；所述復合變質(zhì)馬氏體合金鑄鋼的微觀組織包括回火馬氏體、殘余奧氏體以及分布于晶內(nèi)的微/納米尺寸的鋯的硬質(zhì)復合相。本發(fā)明在化學成分上，降低貴金屬元素的添加量，通過鋯?稀土釔復合變質(zhì)，細化晶粒，改善合金中夾雜物的分布與尺寸，形成微/納米尺寸的鋯的硬質(zhì)復合相，提高了合金鋼的硬度與耐磨性能。同時，搭配一定含量的殘余奧氏體，使得合金鋼兼具良好的相變強化效應，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖、空蝕性能。

技術領域

本發(fā)明屬于合金鋼技術領域，尤其涉及一種復合變質(zhì)馬氏體合金鑄鋼。

背景技術

沖刷腐蝕（沖蝕）及空泡腐蝕（空蝕）磨損普遍存在于礦山、煤炭、水利、電力、核電、海工等國民經(jīng)濟關鍵領域。服役于這些領域中的過流部件，如挖泥船絞刀、泥漿泵、水輪機葉輪、球磨機襯板、船用螺旋槳、疏浚管線等無一不是高端裝備服役的直接影響因素。與常規(guī)磨損作用不同，沖蝕及空蝕融合了腐蝕、磨損及沖擊作用，三者相互作用，相互增強，展現(xiàn)出比純腐蝕與純磨損更為劇烈的破壞作用。強烈的損傷降低了過流零部件的服役壽命，造成服役構(gòu)件的頻繁消耗與更換；同時，開停機以及構(gòu)件結(jié)構(gòu)的破壞，降低了設備運行作業(yè)效率，造成了能源浪費及經(jīng)濟損失。

為了獲得高抗沖、空蝕性能的新型材料，國內(nèi)外研究者開展了大量的研究。常用鋼種主要包括低碳鋼、低合金鋼以及馬氏體不銹鋼等。尤其是馬氏體不銹鋼得到了廣泛的應用與改進，中國發(fā)明專利CN 101104909公開了一種00Cr13Ni5Mo超低碳馬氏體不銹鋼及其生產(chǎn)方法。其化學成分按重量百分比包括下列組分：C≤0.03、0.50-1% Mn、Si≤0.5、P≤0.025、S≤0.015、12-14% Cr、4.5-6% Ni、0.5-1% Mo，其余主要為Fe，該鋼種具有高的強度，高的韌性和可焊接性，還有優(yōu)良的耐沖刷、耐磨損、耐腐蝕性能。然而相對較多的貴金屬元素以及高標準的熔煉要求導致這類合金鋼制造成本較高。中國發(fā)明專利CN102230140公開了一種馬氏體耐磨鋼鑄鋼件生產(chǎn)工藝，化學成分為按重量百分比計量：0.3%~0.5%C，0.8%~1.5%Si， 2.1%~2.5% Cr，0.8%~1.5% Mn，0.7%~1.2%Ni，0.6%~1.0%Mo，0.1%~0.3% Nb，0.1%~0.5% Ti，0.04%~0.05% Re，P、S≤0.04，余量為鐵，該馬氏體鋼表現(xiàn)出良好的耐磨性，然而沖擊韌性較低，只適用于較低沖擊下。

中國發(fā)明專利CN 104805367公開了一種耐沖蝕磨損性能優(yōu)良的X65管線鋼板及制備方法，該X65管線鋼的化學成分為： 0.06～0.09％C，0.10～0.35％Si，1.30～1.60％Mn，P≤0 .018％，S≤0 .005％，0.01～0.06％Alt，0.03～0.06％Nb，0.008～0.025％Ti，0.30～0.50％Cr，余量為Fe，該管線鋼耐磨損沖蝕性能、韌性和可焊性良好，但其制備需經(jīng)歷多重軋制，工藝復雜且最終的硬度仍然偏低，耐磨性能有待繼續(xù)優(yōu)化。

中國發(fā)明專利CN 104630653公開了一種Fe-Cr-Ni-B 耐沖蝕磨損合金及其制備方法，其合金成分的重量百分數(shù)(wt.％)為： 0.11％～0.15％C， 1.20％～1.80％B，0.50％～1.00％Si，0.50％～1.00％Mn，8.20％～10.10％Ni，17.30％～19.20％Cr，0.12％～0.25％Ce，0.20％～0.30％Ti，0.03％～0.08％N，0.05％～0.10％Al，0.04％～0.10％Ca，P0.03，S0.03，余量為Fe，該合金由奧氏體基體和硼化物構(gòu)成，具有較好的耐沖蝕磨損性能，然而其硬度偏低，且Ni、Cr等貴金屬元素含量較高，生產(chǎn)成本較高；