耐磨易成型特種鋼及其加工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明所提供的耐磨易成型特種鋼，其成分質(zhì)量百分比為：含有碳0.01～0.03％，鉻10～15％，鎳4～8％，鎢0.4～0.5％，鎂0.4～0.5％，鉬0.1～0.12％，其余為鐵。本發(fā)明所提供的特種鋼本發(fā)明所提供的特種鋼，易加工成型，耐磨損，可用于制備耐硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸及鹽、堿溶液腐蝕的設(shè)備零件。增加了合金材料類(lèi)別、調(diào)整了各種材料元素的比例成分，在制備材料中增加鎳、鉻、鎢、鎂、鉬等，使得特種鋼中含有合理配比的鎳、鉻、鎢、鎂、鉬等元素，大大增加特種鋼材的耐磨性能，且具有一定抗腐蝕性能，易加工成型，具備一定的減震性能，解決了零件易磨損、易生銹的問(wèn)題，延長(zhǎng)其使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
耐磨易成型特種鋼及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種特種鋼，具體涉及一種耐磨耐蝕的特種鋼及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]特種鋼也叫合金鋼。在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使鋼具有各種不同的特殊性能。
[0003]合金鋼種類(lèi)很多，通常按合金元素含量多少分為低合金鋼(含量〈5%)，中合金鋼(含量5%?10%)，高合金鋼(含量>10%);按質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)合金鋼、特質(zhì)合金鋼;按特性和用途又分為合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動(dòng)軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無(wú)磁鋼)等。在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼。各國(guó)的合金鋼系統(tǒng)，隨各自的資源情況、生產(chǎn)和使用條件不同而不同，國(guó)外以往曾發(fā)展鎳、硌鋼系統(tǒng)，我國(guó)則發(fā)現(xiàn)以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統(tǒng)合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中約占百分之十幾，一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類(lèi)，它們是:合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼，電工用硅鋼。
[0004]在工業(yè)生產(chǎn)中，有些化工生產(chǎn)設(shè)備中的某些部件生產(chǎn)過(guò)程中不易成型，使用過(guò)程中很容易經(jīng)受磨損，因此對(duì)鋼的要求較為苛刻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中某些化工設(shè)備零件的特殊要求，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種耐磨易成型特種鋼，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該耐磨易成型特種鋼的加工方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所提供的耐磨易成型特種鋼，其成分質(zhì)量百分比為:含有碳0.01?0.03%，鉻10?15%，鎳4?8%，鎢0.4?0.5%，鎂0.4?0.5%，鉬0.I?0.12%，其余為鐵。
[0007]我們研究發(fā)現(xiàn)在普通的碳素鋼中，加入鉻能夠有效地提高鋼材的淬火性和回火阻抗性，提高鋼材的強(qiáng)度，并且鉻還可以降低碳的活度，提高鋼材的浸碳性，并形成微細(xì)碳化物，可降低加熱、乳制和熱處理過(guò)程中的鋼材表面脫碳和石墨化傾向，提高韌性和耐磨損性;但是，鉻含量過(guò)高時(shí)，反而大量形成鉻的碳化物，惡化鋼材的彈減性能和韌性。因此，在本發(fā)明中，控制鋼材中鉻的含量為1?15 % (質(zhì)量百分比)，最優(yōu)含量為12 %
[0008]同時(shí)，加入少量的鎳，可耐各種酸腐蝕和應(yīng)力腐蝕，而且更加堅(jiān)韌，有磁性和良好的可塑性，焊接性能也好;在650?1000°C高溫下有較高的強(qiáng)度和抗氧化、抗燃?xì)飧g能力。在本發(fā)明中，控制在鋼材中鎳的含量為4%?8%，最優(yōu)含量為7%。
[0009]此外，我們還發(fā)現(xiàn)加入微量的鎢可以提高鋼材耐大氣腐蝕的性能。
[0010]此外，加入少量的鎂和鉬，可使得鋼的晶粒更加細(xì)致均勻，易加工成型，同時(shí)較之于普通鋼材，其具備一定的阻尼特性，在具備更高的耐磨性和耐高溫性的同時(shí)，具備一定的減震性能，從而滿(mǎn)足一些對(duì)舒適性、安全性更高的應(yīng)用需求。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案為:所述耐磨易成型特種鋼，其成分重量百分比為:含有碳
0.02%，鉻 12%，鎳7%，鎢0.4%，鎂0.45%，鉬0.11%，其余為鐵。
[0012]更進(jìn)一步的，我們發(fā)現(xiàn)如果在上述技術(shù)方案中加入微量的鈮，可以進(jìn)一步增強(qiáng)鋼材的耐腐蝕性，研究發(fā)現(xiàn)，原因在于本發(fā)明在進(jìn)行熱處理時(shí)，呈現(xiàn)奧氏體+碳化物的組織，碳化物的存在，對(duì)鋼的耐蝕性有很大影響，奧氏體在450?850 °C下加熱，由于晶界析出鉻的碳化物Cr23C6,使得晶界附近的含鉻量降低，引起晶間腐蝕。因此，我們?cè)谄渲屑尤胛⒘康拟?，使之?yōu)先與碳結(jié)合形成NbC，其穩(wěn)定性高，使得鉻保留在基體中，避免晶界貧鉻，從而減輕剛的晶界腐蝕傾向。此外，NbC在晶內(nèi)析出呈彌散分布，且高溫下不易長(zhǎng)大，可以提高本發(fā)明的高溫強(qiáng)度。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，鈮的含量為0.3?0.8 %時(shí)，最為合適，優(yōu)選0.52 %。
[0013]本發(fā)明含鈮的一個(gè)優(yōu)選方案為:所述耐磨易成型特種鋼，其成分重量百分比為:含有碳0.02%，鉻 12%，鎳7%，鎢0.4%，鎂0.45%，鉬0.11%，鈮0.52%，其余為鐵。
[0014]本發(fā)明還公開(kāi)了上述特種鋼獲得的方法，包括以下步驟:下料、鍛造、正火、加工、滲碳、預(yù)冷淬火、低溫回火、表面處理。
[0015]所述的鍛造，其溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，4?6小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150 °C，2小時(shí)，時(shí)效處理為560 V。
[0016]所述的正火溫度為950°C?970°C。
[0017]所述的滲碳，滲碳溫度為920°C，時(shí)間為6?8h，以丙酮為滲碳劑。
[0018]所述的預(yù)冷淬火為，預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷，冷卻至室溫。
[0019]所述的回火是在200°C時(shí)回火2?3h。
[0020]有益效果:本發(fā)明所提供的特種鋼，易加工成型，耐磨損，可用于制備耐硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸及鹽、堿溶液腐蝕的設(shè)備零件。增加了合金材料類(lèi)別、調(diào)整了各種材料元素的比例成分，在制備材料中增加鎳、鉻、鎢、鎂、鉬等，使得特種鋼中含有合理配比的鎳、鉻、鎢、鎂、鉬等元素，大大增加特種鋼材的耐磨性能，且具有一定抗腐蝕性能，易加工成型，具備一定的減震性能，解決了零件易磨損、易生銹的問(wèn)題，延長(zhǎng)其使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
:
[0021]實(shí)施例1
[0022]特種鋼的成分為:碳0.01%，鉻10%，鎳4%，鎢0.4%，鎂0.4%，鉬0.1%，其余為鐵。
[0023]其加工方法為:按照上述比例，進(jìn)行原料配比，混合，下料。
[0024]鍛造溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，4小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。
[0025]正火溫度為950 0C?970 °C。加工，然后滲碳，滲碳溫度為920 °C，時(shí)間為6h，以丙酮為滲碳劑。
[0026]預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷淬火，至室溫。最后在200°C時(shí)回火2h。表面處理后得到產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，所得特種鋼硬度為217HBW。
[0027]實(shí)施例2
[0028]特種鋼的成分為:碳0.03%，鉻15%，鎳8%，鎢0.5%，鎂0.5%，鉬0.12%，其余為鐵。
[0029]其加工方法為:按照上述比例，進(jìn)行原料配比，混合，下料。
[0030]鍛造溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，6小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。
[0031 ] 正火溫度為950 0C?970 °C。加工，然后滲碳，滲碳溫度為920 °C，時(shí)間為8h，以丙酮為滲碳劑。
[0032]預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷淬火，至室溫。最后在200°C時(shí)回火3h。表面處理后得到產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，所得特種鋼硬度為216HBW。
[0033]實(shí)施例3
[0034]特種鋼的成分為:碳0.02%，鉻12%，鎳7%，鎢0.4%，鎂0.45%，鉬0.11%，其余為鐵。
[0035]其加工方法為:按照上述比例，進(jìn)行原料配比，混合，下料。
[0036]鍛造溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，6小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。
[0037]正火溫度為950 0C?970 °C。加工，然后滲碳，滲碳溫度為920 °C，時(shí)間為6h，以丙酮為滲碳劑。
[0038]預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷淬火，至室溫。最后在200°C時(shí)回火3h。表面處理后得到產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，所得特種鋼硬度為218HBW。
[0039]實(shí)施例4
[0040]特種鋼的成分為:碳0.01%，鉻10%，鎳4%，鎢0.4%，鎂0.4%，鉬0.1%，鈮0.3%，
其余為鐵。
[0041]其加工方法為:按照上述比例，進(jìn)行原料配比，混合，下料。
[0042]鍛造溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，4小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。
[0043]正火溫度為950 0C?970 °C。加工，然后滲碳，滲碳溫度為920 °C，時(shí)間為6h，以丙酮為滲碳劑。
[0044]預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷淬火，至室溫。最后在200°C時(shí)回火2h。表面處理后得到產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，所得特種鋼硬度為219HBW。
[0045]實(shí)施例5
[0046]特種鋼的成分為:碳0.03%，鉻15%，鎳8%，鎢0.5%，鎂0.5%，鉬0.12%，鈮0.8%，其余為鐵。
[0047]其加工方法為:按照上述比例，進(jìn)行原料配比，混合，下料。
[0048]鍛造溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，6小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。
[0049]正火溫度為950 0C?970 °C。加工，然后滲碳，滲碳溫度為920 °C，時(shí)間為8h，以丙酮為滲碳劑。
[0050]預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷淬火，至室溫。最后在200°C時(shí)回火3h。表面處理后得到產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，所得特種鋼硬度為220HBW。
[0051 ] 實(shí)施例6
[0052]特種鋼的成分為:碳0.02%，鉻12%，鎳7%，鎢0.4%，鎂0.45%，鉬0.11%，鈮
0.52%，其余為鐵。
[0053]其加工方法為:按照上述比例，進(jìn)行原料配比，混合，下料。
[0054]鍛造溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，6小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。
[0055]正火溫度為950 0C?970 °C。加工，然后滲碳，滲碳溫度為920 °C，時(shí)間為6h，以丙酮為滲碳劑。
[0056]預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷淬火，至室溫。最后在200°C時(shí)回火3h。表面處理后得到產(chǎn)品。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，所得特種鋼硬度為221HBW。
[0057]以上實(shí)施列對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成限定，相關(guān)工作人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，所進(jìn)行的多樣變化和修改，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐磨易成型特種鋼，成份以鐵為主，其特征在于控制碳含量小于0.03%，所述特種鋼的還包括鉻、鎳、鎢、鎂、鉬。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨易成型特種鋼，其特征在于所述特種鋼各成分質(zhì)量百分比為: 碳 0.01 ?0.03%， 絡(luò)10?15%， 鎳4?8%， 鎢 0.4?0.5%， 鎂 0.4?0.5%， 鉬 0.1 ?0.12%， 鐵余量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨易成型特種鋼，其特征在于所述特種鋼各成分質(zhì)量百分比為: 碳 0.02%, 鉻 12%， 鎳?%, 鎢 0.4%， 鎂 0.45%, 鉬 0.11%， 鐵余量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨易成型特種鋼，其特征在于其成分中還含有鈮0.3?0.8%。5.如權(quán)利要求1?4所述的耐磨易成型特種鋼的加工方法，其特征在于包括以下步驟:下料、鍛造、正火、加工、滲碳、預(yù)冷淬火、低溫回火、表面處理。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨易成型特種鋼的加工方法，其特征在于鍛造時(shí)，其溫度為1530?1580°C，熱處理擴(kuò)散退火溫度1100?1150°C，4?6小時(shí)，固溶處理溫度1050?1150°C，2小時(shí)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨易成型特種鋼的加工方法，其特征在于正火溫度為950°C?970 cC ο8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨易成型特種鋼的加工方法，其特征在于所述的滲碳，滲碳溫度為920°C，時(shí)間為6?8h，以丙酮為滲碳劑。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨易成型特種鋼的加工方法，其特征在于所述的預(yù)冷淬火為，預(yù)冷至870?880°C，然后進(jìn)行油冷，冷卻至室溫。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐磨易成型特種鋼的加工方法，其特征在于所述的回火是在200°C時(shí)回火2?3h。
【文檔編號(hào)】C22C38/48GK105821342SQ201610349360
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】張斌
【申請(qǐng)人】江蘇金基特鋼有限公司