一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼及其熱處理工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼，具有如下的成分及質(zhì)量百分比：C：0.10-0.30%，Mn：0.5-1.5%，Ni：0.3-1.0%，Nb：0.01-0.05%，Si≤0.5%，P≤0.03%，S≤0.03%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該鑄鋼具有良好的抗拉強(qiáng)度，其室溫抗拉強(qiáng)度大于540MPa，伸長(zhǎng)率大于20%；主要用于礦山機(jī)械領(lǐng)域，使用壽命長(zhǎng)，是極具成本效益的工程材料，替換同類(lèi)進(jìn)口鑄鋼件的最佳候選材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼及其熱處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種經(jīng)濟(jì)型高性能的耐磨鑄鋼材料，屬鋼鐵合金材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]低合金鑄鋼在耐磨鑄鋼的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域中占有非常重要的比重。低合金鑄鋼的合金成份總量在一般在5%以下。其主要添加合金元素包括錳、硅、鉻、鑰、鎳和鈮等，這些合金元素的加入主要目在于提高鋼的強(qiáng)度、韌性、淬透性及其耐磨性。低合金鑄鋼按含碳量不同分為低碳、中碳和高碳低合金鑄鋼。按組織形態(tài)可分為低碳低合金鐵素體珠光體型鑄鋼、低合金馬氏體型鑄鋼、低合金貝氏體型鑄鋼、低合金馬氏體/貝氏體型鑄鋼。我國(guó)低合金耐磨鑄鋼的研究起步較晚，最初只用于制造承受一定沖擊載荷的抗磨件。后來(lái)，隨著人們對(duì)高錳鋼缺陷認(rèn)識(shí)的逐漸深入，對(duì)低合金耐磨鑄鋼的研究及應(yīng)用更加重視，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。我國(guó)的低合金耐磨鑄鋼是由S1、Mn鋼加Cr、Mo發(fā)展起來(lái)的。其原因是我國(guó)的硅錳資源非常豐富，對(duì)硅錳作用機(jī)理的研究也比較深入。目前，國(guó)內(nèi)外低合金耐磨鋼種主要有低合金馬氏體鑄鋼和貝氏體耐磨鑄鋼。 [0003]我國(guó)礦山機(jī)械應(yīng)用中的掘進(jìn)機(jī)上的懸臂是掘進(jìn)機(jī)的主要關(guān)鍵易損件，經(jīng)常處于大塊采礦飛濺物沖擊的環(huán)境下工作，因懸梁表面的刮擦損耗，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)作，懸梁表面磨損過(guò)度，易導(dǎo)致懸梁斷裂，不及時(shí)停機(jī)會(huì)造成設(shè)備事故。為此每年要消耗大量的鑄鋼件，其中還包括部分進(jìn)口鑄件，在經(jīng)濟(jì)上造成大量消耗。如何提高礦山機(jī)械鑄鋼件的抗拉強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命和合理的制造成本是我國(guó)科研人員急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好的抗拉強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)，制造成本合理的經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼及其熱處理工藝。
[0005]一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比:C:0.10-0.30%, Mn:0.5-1.5%, Ni:0.3-1.0%, Nb:0.01-0.05%, Si ( 0.5%, P ^ 0.03%,S ^ 0.03%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]其室溫組織為鐵素體和珠光體，且珠光體的含量為20_30%。
[0007]其室溫抗拉強(qiáng)度為540-580 MPa,伸長(zhǎng)率在20%以上。
[0008]一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼的熱處理工藝，采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，經(jīng)配料熔煉，澆鑄成型后，再經(jīng)850-900°C正火和560-620°C回火處理。
[0009]本發(fā)明的機(jī)理如下所述:錳元素在我國(guó)屬于資源豐富礦產(chǎn)之一，在鋼的冶煉過(guò)程中錳具有脫氧的作用；錳在奧氏體化溫度以上固溶于奧氏體中，空冷到室溫時(shí)一部分固溶于鐵素體中起強(qiáng)化作用，另一部分形成含錳合金滲碳體(Fe，Mn)3C而存在于珠光體中亦有一定的強(qiáng)化作用。鎳是奧氏體穩(wěn)定化的主要合金元素之一。鋼中加入一定量的鎳可提高鋼的強(qiáng)度，而不降低塑性；同時(shí)鎳本身具有一定的耐蝕性。鈮是典型的微合金化元素，在鋼中具有細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化作用。它們的優(yōu)化組合是確保材料優(yōu)良性價(jià)比的基礎(chǔ)。[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
本發(fā)明具有良好的抗拉強(qiáng)度，其室溫抗拉強(qiáng)度大于540 MPa，伸長(zhǎng)率大于20% ;主要用于礦山機(jī)械領(lǐng)域，使用壽命長(zhǎng)，是極具成本效益的工程材料，替換同類(lèi)進(jìn)口鑄鋼件的最佳候選材料。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例熱處理后的金相微觀組織照片。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比:Cr 0.23%, Ni 0.37%, Mn 0.91%, Si 0.41%, S 0.005%, P 0.005%, Fe余量。
[0014]采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，經(jīng)綜合計(jì)量計(jì)算和配料熔煉后，澆鑄成型，制得鑄鋼鑄件，再經(jīng)900°C正火處理和560°C回火處理后，得到良好的金相微觀組織。其室溫抗拉強(qiáng)度大于540 MPa，伸長(zhǎng)率大于20%。該經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼是一種極具成本效益的工程材料，主要用于礦山機(jī)械 領(lǐng)域，是替換同類(lèi)進(jìn)口鑄鋼件的最佳候選材料。
[0015]實(shí)施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上方案所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼，其特征在于具有如下的成分及質(zhì)量百分比:C:0.10-0.30%, Mn:0.5-1.5%, N1:0.3-1.0%, Nb:0.01-0.05%, Si ( 0.5%, P ≤ 0.03%,S≤0.03%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼，其特征在于:其室溫組織為鐵素體和珠光體，且珠光體的含量為20-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼，其特征在于:其室溫抗拉強(qiáng)度為540-580 MPa，伸長(zhǎng)率在20%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種經(jīng)濟(jì)型低合金耐磨鑄鋼的熱處理工藝，其特征在于:采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，經(jīng)配料熔煉，澆鑄成型后，再經(jīng)850-900°C正火和560-620°C回火處理。
【文檔編號(hào)】C22C38/12GK103556053SQ201310568551
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】楊弋濤, 劉騰軾 申請(qǐng)人:上海大學(xué)興化特種不銹鋼研究院