首页 / 专利库 / 炉窑 / 电弧炉 / ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨钢及其制备方法

ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨及其制备方法

阅读:250发布:2020-05-08

专利汇可以提供ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的目的在于提高中锰 钢 的冲击韧性和较高的初始硬度,提供了一种ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨钢及其制备方法,属于金属材料领域。该中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:C:1.0-1.40%,Si:0.30-0.60%,Mn:6.0-9.5%,P≤0.06%,S≤0.02%,Cr:1.50-2.50%,Ti:0.15-0.35%,V:0.10-0.70%,混合稀土:0.3-0.6%,其余为Fe。本发明的钢种解决高锰钢中、低冲击 载荷 下加工硬化能 力 不足、不耐磨的问题,提高耐磨件的使用寿命,提高设备的综合利用率。,下面是ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨,其特征在于,化学成分的重量百分比组成为:
C:1.0-1.40%,Si:0.30-0.60%,Mn:6.0-9.5%,P≤0.06%,S≤0.02%,Cr:1.50-2.50%,Ti:
0.15-0.35%,V:0.10-0.70%,稀土0.3-0.6%,其余为Fe。
2.根据权利要求1所述中锰耐磨钢,其特征在于,稀土由稀土合金和稀土铈合金组成。
3.根据权利要求1所述中锰耐磨钢,其特征在于,稀土由重量百分比50%稀土硅合金和
50%稀土铈合金组成。
4.根据权利要求2或3所述中锰耐磨钢,其特征在于,稀土硅合金化学成分的重量百分比:RE:30-33%并且Ce/Re≥46%、Si:40%、Mn:2%、Ca:4%、Ti:1%;稀土铈合金化学成分的重量百分比:RE:30-33%并且Ce/Re≥75%、Si:40%、Mn:2%、Ca:4%、Ti:1%。
5.权利要求1至4任意一项所述中锰耐磨钢的制备方法,其特征在于,包括电弧炉炼钢、LF炉外精炼、树脂砂模型浇注、韧处理。
6.根据权利要求5所述中锰耐磨钢的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)冶炼操作
电弧炉采用化法冶炼,将废钢及渣料装入炉内,电炉加热升温1440-1470℃,熔化;进入氧化期,加入石灰石、萤石及矿石等造渣,脱磷、去氧;还原期调整化学成分、净化钢水
升温至1510-1530℃,出钢,在钢水罐内加入稀土、合金及脱氧剂,使钢液各组分的重量百分含量为C:1.0-1.40%,Si:0.30-0.60%,Mn:6.0-9.5%,P≤0.06%,S≤0.02%,Cr:1.50-
2.50%,Ti:0.15-0.35%,V:0.10-0.70%,Re:0.3-0.6%,其余为Fe;钢液静置2-3分钟,然后在罐底吹氩气5-10分钟,温度控制1420-1460℃;最后在该温度下浇注;
2)热处理
采用水韧处理:将铸件加热至温度1060-1080℃,并采用≥3米/秒的对冲水流降温至室温。
7.根据权利要求5所述中锰耐磨钢的制备方法,其特征在于,中锰耐磨钢的金相组织为氏体+奥氏体组织。
8.根据权利要求5所述中锰耐磨钢的制备方法,其特征在于,中锰耐磨钢的抗拉强度
700 MPa,屈服强度≥580 MPa,冲击吸收功Akv大于100J,伸长率≥ 40%。

说明书全文

ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属材料领域,特别涉及一种中锰钢及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前矿山机械行业耐磨钢主要是高锰钢、高铬等材料。其中,高锰钢虽然具有加工硬化性能,却只能在大冲击载荷下才能充分发挥作用,而在中低冲击载荷下,高锰钢不能充分加工硬化,其耐磨性很低。高铬铸铁耐磨性很高,但是冲击韧性在4J/cm²以下,满足不了工况条件、制造废品率高、成本高。
[0003] 中锰钢具有良好初始硬度、加入合金加工硬化性增强,更适合中、低冲击载荷下使用。
[0004] 现在国内中锰钢合金化应用比较广,多数都是轧制状态使用。利用铸造方式使用的,检索了相关专利文件《一种合金化奥氏体中锰钢》《一种球磨机用中锰钢衬板材料及其制备方法》《一种复合合金化处理奥氏体中锰钢及其制备方法》《一种消失模铸造中锰钢耐磨破碎机腮板的方法》等,其存在特点:所谓中锰钢要求含量要求必须是高碳钢,中、低碳只能界定为中、高合金钢,不能称之为中锰钢。同时Mo、Cr等元素含量较高、P元素要求0.03%以下,制造成本提高很多,不适合全面使用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提高中锰钢的冲击韧性和较高的初始硬度,提供了一种ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨钢及其制备方法。本发明的钢种解决高锰钢中、低冲击载荷下加工硬化能不足、不耐磨的问题,提高耐磨件的使用寿命,提高设备的综合利用率。
[0006] 一种ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:C:1.0-1.40%,Si:0.30-0.60%,Mn:6.0-9.5%,P≤0.06%,S≤0.02%,Cr:1.50-2.50%,Ti:
0.15-0.35%,V:0.10-0.70%,稀土:0.3-0.6%,其余为Fe。
[0007] 进一步的,上述中锰耐磨钢稀土,稀土由稀土合金和稀土铈合金组成。
[0008] 进一步的,上述中锰耐磨钢稀土,稀土由重量百分比50%稀土硅合金和50%稀土铈合金组成。
[0009] 进一步的,上述中锰耐磨钢稀土,稀土硅合金化学成分的重量百分比:RE:30-33%并且Ce/Re≥46%、Si:40%、Mn:2%、Ca:4%、Ti:1%;稀土铈合金化学成分的重量百分比:RE:30-33%并且Ce/Re≥75%、Si:40%、Mn:2%、Ca:4%、Ti:1%。
[0010] 本发明中锰耐磨钢优选化学成分的依据和理由:(1)铬(Cr)起固溶强化、细化晶粒等作用外,Cr能形成碳化物,与碳亲合力最强,更能在最终组织中形成弥散分布的硬质合金碳化物,提高钢的初始硬度,有效的增加耐磨性能。Cr大于1.6%时起的作用明显,在2.0%时最佳。
[0011] (2)钒(V)、钛(Ti)合金加入后,与钢中的碳、氮等元素形成结晶核,产生机械阻力妨碍晶粒长大,同时对晶粒长大起到抑制作用;钒钛加入可以抑制柱状晶生长以致消除;同时形成钒钛碳化物,在钢中弥散分布,起到硬质点作用,提高耐磨性;加钒钛锰钢可以在小变形量、低冲击情况下,获得高硬度。
[0012] (3)稀土采用稀土铈合金加稀土硅合金。作用为变质处理,脱、细化晶粒、除杂质及改善碳化物形态,形成氏体+奥氏体组织,在保证稳定中锰钢的硬度的基础上,主要是解决提高中锰钢的冲击韧性,改善其整体机械性能。
[0013] 上述中锰耐磨钢的制备方法为:包括电弧炉炼钢、LF炉外精炼(罐底吹氩)、树脂砂模型浇注、水韧处理。
[0014] 进一步的,所述制备方法的具体步骤如下:1)冶炼操作
电弧炉采用氧化法冶炼,将废钢及渣料装入炉内,电炉加热升温1440-1470℃,熔化;进入氧化期,加入石灰石、萤石及铁矿石等造渣,脱磷、去氧;还原期调整化学成分、净化钢水;
升温至1510-1530℃,出钢,在钢水罐内加入稀土、钒钛合金及脱氧剂,静置2-3分钟;然后在罐底吹氩气5-10分钟,温度控制1420-1460℃;最后在该温度下浇注;
2)热处理
采用水韧处理:将铸件加热至温度1060-1080℃,并采用≥3米/秒的对冲水流降温至室温。
[0015] 经检查,上述方法制备的中锰耐磨钢的金相组织为马氏体+奥氏体组织;抗拉强度≥700 MPa,屈服强度≥580 MPa,冲击吸收功Akv为100J以上,伸长率≥ 40%。
[0016] 与现有技术相比,本发明的优势在于:1、本发明的钢种解决高锰钢中、低冲击载荷下加工硬化能力不足、不耐磨的问题,提高耐磨件的使用寿命,提高设备的综合利用率。
[0017] 2、本发明的中锰耐磨钢抗拉强度≥700 MPa,屈服强度≥580 MPa,冲击吸收功Akv为大于100J,伸长率≥ 40%。

具体实施方式

[0018] 以下实施例中,稀土硅合金化学成分:RE30-33%、Si40%、Mn2%、Ca4%、Ti1%、Ce/Re≥46%。稀土铈合金化学成分:RE30-33%、Si40%、Mn2%、Ca4%、Ti1%、Ce/Re≥75%。
[0019] 实施例1一种中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:
C:1.0%,Si:0.30%,Mn:6.0%,P:0.02%,S:0.01%,Cr:1.50%,Ti:0.15%,V:0.10%,混合稀土:0.3%(50%稀土硅合金+50%稀土铈合金),其余为Fe。
[0020] 制备方法包括如下步骤:1)冶炼操作
电弧炉采用氧化法冶炼,将废钢及渣料装入炉内,电炉加热升温至1440-1470℃,熔化;
进入氧化期,加入石灰石、萤石及铁矿石等造渣,脱磷、去氧;还原期调整化学成分、净化钢水;升温至1510℃,出钢,在钢水罐内加入稀土、钒钛合金及脱氧剂,静置3分钟;然后在罐底吹氩5分钟,温度控制1460℃;最后在该温度下浇注;
2)热处理
采用水韧处理:将铸件加热至温度1080℃,并采用4米/秒的对冲水流降温至室温。
[0021] 经检查,本实施例制得的中锰耐磨钢的金相组织为马氏体+奥氏体组织;抗拉强度820MPa,屈服强度585 MPa,冲击吸收功Akv为110 J,伸长率41%。
[0022] 实施例2一种中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:
C:1.20%,Si:0.45%,Mn:7.8%,P:0.04%,S:0.015%,Cr:2.00%,Ti:0.25%,V:0.40%,混合稀土:0.45%(50%稀土硅合金+50%稀土铈合金),其余为Fe。
[0023] 制备方法包括如下步骤:1)冶炼操作
电弧炉采用氧化法冶炼,将废钢及渣料装入炉内,电炉加热升温至1440-1470℃,熔化;
进入氧化期,加入石灰石、萤石及铁矿石等造渣,脱磷、去氧;还原期调整化学成分、净化钢水;升温至1520℃,出钢,在钢水罐内加入稀土、钒钛合金及脱氧剂,静置3分钟;然后在罐底吹氩8分钟,温度控制1440℃;最后在该温度下浇注;
2)热处理
采用水韧处理:将铸件加热至温度1070℃,并采用3.5米/秒的对冲水流降温至室温。
[0024] 经检查,本实施例制得的中锰耐磨钢的金相组织为马氏体+奥氏体组织;抗拉强度842MPa,屈服强度589 MPa,冲击吸收功Akv为115J,伸长率41.5%。
[0025] 对比例1一种中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:
C:1.20%,Si:0.45%,Mn:7.8%,P:0.04%,S:0.015%,Cr:2.00%,Ti:0.25%,V:0.40%,稀土硅:0.45%,其余为Fe。
[0026] 制备方法同实施例2.经检查,本对比例制得的中锰钢抗拉强度620MPa,屈服强度510MPa,冲击吸收功Akv为
82 J,伸长率35%。
[0027] 对比例2一种中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:
C:1.20%,Si:0.45%,Mn:7.8%,P:0.04%,S:0.015%,Cr:2.00%,Ti:0.25%,V:0.40%,稀土铈0.45%,其余为Fe。
[0028] 制备方法同实施例2.经检查,本对比例制得的中锰钢的抗拉强度650 MPa,屈服强度550MPa,冲击吸收功Akv为85J,伸长率36%。
[0029] 实施例3一种中锰耐磨钢,其化学成分的重量百分比组成为:
C:1.40%,Si:0.6%,Mn:9.5%,P:0.05%,S:0.015%,Cr:2.50%,Ti:0.35%,V:0.70%,混合稀土:0.60%(50%稀土硅合金+50%稀土铈合金),其余为Fe。
[0030] 制备方法包括如下步骤:1)冶炼操作
电弧炉采用氧化法冶炼,将废钢及渣料装入炉内,电炉加热升温至1440-1470℃,熔化;
进入氧化期,加入石灰石、萤石及铁矿石等造渣,脱磷、去氧;还原期调整化学成分、净化钢水;升温至1530℃,出钢,在钢水罐内加入稀土、钒钛合金及脱氧剂,静置2分钟;然后在罐底吹氩10分钟,温度控制1420℃;最后在该温度下浇注;
2)热处理
采用水韧处理:将铸件加热至温度1060℃,并采用3米/秒的对冲水流降温至室温。
[0031] 经检查,本实施例制得的中锰耐磨钢的金相组织为马氏体+奥氏体组织;抗拉强度875MPa,屈服强度596 MPa,冲击吸收功Akv为123J,伸长率41.9%。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈