本發(fā)明涉及耐磨材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料。
背景技術(shù)：
目前，在礦山、水泥、電力系統(tǒng)等行業(yè)應(yīng)用最廣泛的耐磨材料主要分為兩種，一種是采用鉻系合金的耐磨材料，另一種是采用馬氏體、貝氏體基體的耐磨材料，如低鉻鑄鐵耐磨材料、高鉻鑄鐵耐磨材料等。所采用的鑄鐵工藝大多數(shù)仍是手工造型、濕砂鑄造、少數(shù)廠家采用金屬模鑄造。低鉻鑄鐵、高鉻鑄鐵耐磨材料普遍存在著成本較高等缺點(diǎn)；馬氏體、貝氏體基體的耐磨材料使用壽命低、耐磨性差等缺點(diǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，強(qiáng)度高，抗沖擊性和耐磨性能強(qiáng)。
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，所述高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料由0.64質(zhì)量百分比以上且0.71質(zhì)量百分比以下的C、0.20質(zhì)量百分比以上且0.40質(zhì)量百分比以下的Si、1.90質(zhì)量百分比以上且2.05質(zhì)量百分比以下的Mn、0.90質(zhì)量百分比以上且1.05質(zhì)量百分比以下的Cr、0.02質(zhì)量百分比以上且0.05質(zhì)量百分比以下Al、0.01質(zhì)量百分比以上且0.02質(zhì)量百分比以下的P、0.001質(zhì)量百分比以上且0.015質(zhì)量百分比以下的S，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
優(yōu)選地，炭硅當(dāng)量值(C+1/3Si)為2.8-3.2。
優(yōu)選地，Mn、Cr及Al的合計含量(Mn+Cr+Al)與C的含量之比(Mn+Cr+Al)/C以質(zhì)量比計，滿足4.41＜(Mn+Cr+Al)/C＜4.44。
優(yōu)選地，Si含量與P含量之比Si/P以質(zhì)量比計，滿足1＜Si/P＜4。
優(yōu)選地，Cr含量與Mn含量之比Cr/Mn以質(zhì)量比計，滿足0.44＜Cr/Mn＜0.55。
優(yōu)選地，Cr、Cu及Mo的含量滿足如下述式：([％Al]+10[％Cr])/2[％Mn]≤1，其中[％M]為M元素的耐磨材料中含量(質(zhì)量％)。
(C)：高錳鋼鑄件耐磨性不是含碳量越高越耐磨，而是有一個極限值，當(dāng)含碳量>1.4％后鑄態(tài)析出碳化物很多，水韌處理時碳化物不能完全溶到奧氏體中去，間隙固溶的碳化物也達(dá)到了飽和，這樣不僅對耐磨性沒有好處，而且降低材料的強(qiáng)度和韌性，服役時容易斷裂。
(Si)：含硅量高，降低碳在奧氏體中的溶解度，碳化物在晶界上析出增多且肥大，水韌處理后，在晶界上留下較大的顯微疏松。硅是使γ相區(qū)封閉的合金元素，它可使鋼的淬透性略有提高，使鋼的屈服強(qiáng)度有所提高。鋼中同時加入硅和錳兩種合金元素，可以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，減弱二者的缺點(diǎn)
(Mn)：高錳鋼由于含錳量高，鋼的鑄態(tài)組織為奧氏缽及碳化物，經(jīng)1000℃左右加熱水淬處理(通常稱水韌處理)后。絕大部分碳化物固溶于奧氏體中，鋼的組織為單相奧氏體或奧氏體加少量碳化物，Mn是使γ相區(qū)擴(kuò)大的合金元素，它可使鋼的淬透性增加，使Ms點(diǎn)降低，促進(jìn)奧氏體晶粒長大。
(Cr)：鉻是碳化物形成元素。鉻除與碳結(jié)合成碳化物外，其余部分溶于基體內(nèi)，從而提高基體的電極電位，對抗腐蝕是有利的。若其含量較小時，可能會出現(xiàn)M3C型碳化物，使硬度和韌性都降低。若其含量較大時，結(jié)晶時碳化物數(shù)量顯著增多，使韌性明顯下降，同時由于基體中含碳量降低，導(dǎo)致基體的硬度降低，從而耐磨性下降。但現(xiàn)在已經(jīng)有部分廠家采用特殊的生產(chǎn)和處理工藝解決了這個問題，使鉻的含量最大可達(dá)到30％。
(Al)：鋁起到脫氧劑的作用。
(P)：磷單獨(dú)溶解在鋼中很少，常以Fe2p，F(xiàn)e3P的形式存在于晶界上使鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性大為降低，碳含量高加劇了P以共晶形式析出在晶界上。
(S)：由于鋼中含錳量高，能生成大量的MnS從渣中排出。又由于是在堿性渣中熔煉，硫可順利降低到0.03％以下。這樣低的硫量對鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性均無明顯影響。
本發(fā)明通過對高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料的組分進(jìn)行合理選擇，并控制P、S兩種雜質(zhì)的含量，同時當(dāng)鋼耐磨材料中含鉻量達(dá)到一定比例時，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼耐磨材料表面形成一層很薄的氧化膜(自鈍化膜)，可阻止鋼耐磨材料的基體進(jìn)一步腐蝕，提升了耐磨件的耐磨性能和耐腐蝕性能，延長了使用壽命；控制Mn、Cu及Mo的含量，使Mn、Cu及Mo相互配比，并控制與C的配比，Mn是使γ相區(qū)擴(kuò)大的合金元素，它可使鋼的淬透性增加，使Ms點(diǎn)降低，促進(jìn)奧氏體晶粒長大，銅是奧氏體形成元素，多加了組織中出現(xiàn)奧氏體。在屈氏體磨耐磨材料中加鎳主要作用是提高基體電極電位，提高耐蝕性，鉬的主要作用是細(xì)化基體，細(xì)化碳化物，提高基體的電極電位，提高耐蝕性?？刂婆cC含量的配比，能有效提高耐磨材料的硬度，進(jìn)而有效提高了耐磨材料的抗沖擊性能。鑄鐵合金中的碳硅元素是促使形成粗片狀珠光體的重要因素，碳硅量的過高，會嚴(yán)重影響形成白口，降低硬度。適當(dāng)降低碳硅含量，還可增強(qiáng)基體組織的強(qiáng)韌性指標(biāo)，降低因沖擊而破碎的可能性，但是如果過于降低碳硅當(dāng)量，又有可能使磨耐磨材料的韌性指標(biāo)過高，硬度降低，耐磨性變差，因此本發(fā)明控制了炭硅當(dāng)量值(C+1/3Si)為2.8-3.2，從而有效提高了硬度和耐磨性。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實施例1
本發(fā)明的一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，所述高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料由0.675質(zhì)量百分比的C、0.30質(zhì)量百分比的Si、1.975質(zhì)量百分比的Mn、0.975質(zhì)量百分比的Cr、0.035質(zhì)量百分比Al、0.015質(zhì)量百分比的P、0.0075質(zhì)量百分比的S，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
實施例2
本發(fā)明的一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，所述高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料由0.64質(zhì)量百分比的C、0.40質(zhì)量百分比的Si、1.90質(zhì)量百分比的Mn、1.05質(zhì)量百分比的Cr、0.02質(zhì)量百分比Al、0.02質(zhì)量百分比的P、0.001質(zhì)量百分比的S，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
實施例3
本發(fā)明的一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，所述高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料由0.71質(zhì)量百分比的C、0.20質(zhì)量百分比的Si、2.05質(zhì)量百分比的Mn、0.90質(zhì)量百分比的Cr、0.05質(zhì)量百分比Al、0.01質(zhì)量百分比的P、0.015質(zhì)量百分比的S，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
實施例4
本發(fā)明的一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，所述高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料由0.65質(zhì)量百分比的C、0.35質(zhì)量百分比的Si、1.95質(zhì)量百分比的Mn、1.00質(zhì)量百分比的Cr、0.03質(zhì)量百分比Al、0.018質(zhì)量百分比的P、0.002質(zhì)量百分比的S，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
實施例5
本發(fā)明的一種高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料，所述高強(qiáng)度抗沖擊耐磨材料由0.70質(zhì)量百分比的C、0.25質(zhì)量百分比的Si、2.00質(zhì)量百分比的Mn、0.95質(zhì)量百分比的Cr、0.04質(zhì)量百分比Al、0.012質(zhì)量百分比的P、0.014質(zhì)量百分比的S，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。