一種低合金耐磨鑄鋼材料及其製備方法
2023-06-03 18:57:51
一種低合金耐磨鑄鋼材料及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種低合金耐磨鑄鋼材料及其製備方法，本材料具有如下的合金元素及質量百分比：C：0.2-0.4%，Si：0.4-1.0%，Mn：0.8-1.3%，Ni：0.3-0.7%，Mo：0.3%-0.5%，Nb：0.03%-0.06%，其餘為Fe。本方法具有如下的過程和步驟：a.將原料利用電弧熔煉製備合金的方法製備合金，經高溫擴散退火；合金組織為鐵素體和珠光體及少量粒狀貝氏體；b.將經高溫擴散退火後的試樣正火，正火後布氏硬度達到220～290HBS；正火後的試樣在590℃回火，回火後得到布氏硬度≥200HBS，抗拉強度≥550MPa，伸長率≥15%，摩擦率為≤2.7×10-5mg/Nm的低合金耐磨鑄鋼材料。本發明材料適用於礦山機械耐磨零部件，具有較優的綜合力學性能，使用範圍較廣，成本低廉等經濟優勢。
【專利說明】一種低合金耐磨鑄鋼材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種低合金耐磨鑄鋼材料及其製備方法，屬金屬材料工藝【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 目前礦山機械用耐磨材料通常停留在傳統高合金材料，如高錳鋼等。但是在一些 中低衝擊領域，高錳鋼的特殊性能得不到充分的發揮，導致較大的經濟浪費。因此為了能夠 設計出既具有較高的力學性能，又具有較好的適應性的合金材料，本文在理論分析的基礎 上，結合數值計算，並藉助真空電弧熔煉紐扣錠方法，探究礦山機械用地合金鑄鋼的合金元 素含量對鑄鋼力學性能的影響，獲得了一組具有較高力學性能及較好經濟效益的地合金耐 磨鑄鋼。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種低合金耐磨鑄鋼材料及其制 備方法，獲得了具有較高經濟價值與較優的綜合力學性能的合金，為礦山機械用零部件提 供了一種新型經濟的合金。
[0004] 為達到上述目的，本發明採用如下技術方案： 一種低合金耐磨鑄鋼材料，具有如下的合金元素及質量百分比： C ：0. 2-0. 4%, Si ：0. 4-1. 0%, Μη ：0. 8-1. 3%, Ni ：0. 3-0. 7%, Mo ：0. 3%-〇. 5%, Nb ： 0· 03%-0. 06%，其餘為 Fe。
[0005] -種低合金耐磨鑄鋼材料的製備方法，具有如下的過程和步驟： a、 將原料利用電弧熔煉製備合金的方法製備合金，經高溫擴散退火；合金組織為鐵素 體和珠光體及少量粒狀貝氏體； b、 將經高溫擴散退火後的試樣正火，正火後布氏硬度達到22(T290HBS ;正火後的試樣 在590°C回火，回火後得到布氏硬度> 200HBS，抗拉強度> 550MPa，伸長率> 15%，摩擦率為 < 2. 7*l(T5mg/Nm的低合金耐磨鑄鋼材料。
[0006] 與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著的優點： 本發明從熱力學理論和計算出發，預測該系合金的熱力學特點及試樣的熱處理工藝。 結合前期鑄鋼試樣的摸索性實驗，制定熱處理工藝，增加嚴謹性。本發明所需要的生產及熱 處理方式簡單，有利於節約能源，具有較大經濟效益，為礦山機械耐磨零部件的材料種類提 供了一種較經濟同時性能優良的合金。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1為實施例1、2、3的正火態及回火態的硬度值。
[0008] 圖2為實施例1、2、3的回火態的拉伸性能。
[0009] 圖3為實施例1、2、3的摩擦性能。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合附圖，對本發明的具體實施例作進一步的說明。
[0011] 實施例1 一種低合金耐磨鑄鋼材料，具有如下的合金元素及質量百分比：c:0. 226%，Si : 0· 443%，Μη :0· 876%，Ni :0· 371%，Mo :0· 339%，Nb :0· 039% ;餘量為 Fe。
[0012] 一種低合金耐磨鑄鋼材料的製備方法，具有如下的過程和步驟： a、 將原料利用電弧熔煉製備合金的方法製備合金，經高溫擴散退火；合金組織為鐵素 體和珠光體及少量粒狀貝氏體； b、 將經高溫擴散退火後的試樣正火，正火後布氏硬度226HBS ;正火後的試樣在590°C 回火，回火後得到的低合金耐磨鑄鋼材料，其布氏硬度達到207HBS，抗拉強度達到570MPa， 伸長率達到22. 3,摩擦率為2. 69*l(T5mg/Nm。
[0013] 實施例2 本實施例與實施例1的製備方法相同，不同之處在於具有如下的合金元素及質量百分 比：C :0· 338%，Si :0· 817%，Μη :1· 117%，Ni :0· 49%，Mo :0· 38%，Nb :0· 048% ;餘量為 Fe。
[0014] 正火後布氏硬度263HBS ;正火後的試樣在590°C回火，回火後得到的低合金耐磨 鑄鋼材料，其布氏硬度達到249HBS，抗拉強度達到665MPa，伸長率達到19. 56,摩擦率為 2. 51*lCT5mg/Nm。
[0015] 實施例3 本實施例與實施例1的製備方法相同，不同之處在於具有如下的合金元素及質量百分 比：C :0· 373%，Si :0· 884%，Μη :1· 229%，Ni :0· 612%，Mo :0· 467%，Nb :0· 041% ;餘量為 Fe。
[0016] 正火後布氏硬度287HBS ;正火後的試樣在590°C回火，回火後得到的低合金耐磨 鑄鋼材料，其布氏硬度達到258HBS，抗拉強度達到701MPa，伸長率達到16. 55,摩擦率為 2. 47*lCT5mg/Nm。
[0017] 對比實施例與前期的實驗探索發現，實施例2硬度、強度及伸長率較高，同時摩擦 率較小，實施例2具有較高的綜合力學性能。因此本鑄鋼材料在具有如下成分具有最佳的 成分配比；C :0· 35%，Si :0· 8%，Mn :L 2%，Ni :0· 5%，Mo :0· 35%，Nb :0· 05% ;餘量為 Fe。
【權利要求】
1. 一種低合金耐磨鑄鋼材料，其特徵在於，具有如下的合金元素及質量百分比： C ：0. 2-0. 4%, Si ：0. 4-1. 0%, Μη ：0. 8-1. 3%, Ni ：0. 3-0. 7%, Mo ：0. 3%-〇. 5%, Nb ： 0· 03%-0. 06%，其餘為 Fe。
2. 根據權利要求1所述的一種低合金耐磨鑄鋼材料，其特徵在於，具有如下的合金元 素及質量百分比： C :0· 35%，Si :0· 8%，Μη :1· 2%，Ni :0· 5%，Mo :0· 35%，Nb :0· 05% ;餘量為 Fe。
3. -種低合金耐磨鑄鋼材料的製備方法，其特徵在於，具有如下的過程和步驟： a、 將原料利用電弧熔煉製備合金的方法製備合金，經高溫擴散退火；合金組織為鐵素 體和珠光體及少量粒狀貝氏體； b、 將經高溫擴散退火後的試樣正火，正火後布氏硬度達到22(T290HBS ;正火後的試樣 在590°C回火，回火後得到布氏硬度> 200HBS，抗拉強度> 550MPa，伸長率> 15%，摩擦率為 < 2. 7*l(T5mg/Nm的低合金耐磨鑄鋼材料。
【文檔編號】C21D1/30GK104046893SQ201410271029
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】楊弋濤, 劉騰軾, 安立聰 申請人:上海大學