一種新型錳合金鋼的製作方法

2023-05-24 20:36:46

專利名稱：一種新型錳合金鋼的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬材料，一種新型錳合金鋼。
當前廣泛應用的高錳鋼(Mn13)，由於它具有良好的衝擊耐磨性能和加工硬化的特性，所以長期以來被廣泛用於製造冶金、礦山、建材、化工等機械的耐磨件。因為該材料是應用於製造磨損另件，所以生產消耗量很大。為了進一步提高高錳鋼的耐磨性能，近年來國內外科技人員進行了大量的試驗研究，尋求機械性能更好的新鋼種。例如日本專利JP60-43422介紹，在高錳鋼中加入(重量比)Cr0～3%，Ni0～4%，Mo0～2.5%，Ti0.05～0.09%，V0～0.05%(Ti+V≈0.05～0.14%);美國專利us 4494988介紹，在Mn13中加入(重量%)Cr4～6，Ni4～6和一定的N含量;蘇聯專利su 850725介紹，在高錳鋼中加入(重量%)Cr0.5～2，V0.1～0.5，Ti0.2～0.6，Nb0.1～0.3，N0.5～0.65。以上材料的耐磨性能都比Mn13鋼材有不同程度的提高。但是，由於在這些鋼材中加入了較多價格較貴的稀缺合金材料，大幅度地提高了材料成本。其耐磨性能的提高幅度也並不理想，性能價格比不夠合理。並且生產工藝也更加複雜。
本發明的目的是應用K-Na變質劑，合理設計合金化方案，利用簡單的生產工藝和來源廣泛的原材料，獲得一種耐磨性能良好的新型錳合金鋼。
本發明是在錳鋼中加入K-Na變質劑，實現細晶強化;加入Cr或Mo或V實現固溶強化;加入Ti並通過彌散處理，實現彌散強化。複合合金化和彌散處理工藝相結合，獲得了固溶強化的結晶奧氏體基體上彌散分布著第二相耐磨質點的金相組織，從而顯著提高了錳合金鋼的耐磨性能。其組成的重量百分比是C0.8～1.6，Mn8～15，Si0.2～1.5，K-Na變質劑0.4～5，Cr或V或Mo(單獨加入或複合加入)0.05～0.6，Ti0.05～0.4，S≤0.05，P≤0.1，餘量為Fe及不可避免的雜質。
本發明的最佳配比(重量%)是C1～1.3，Mn9～12，Si0.3～0.6，K-Na變質劑1～2，Cr或V或Mo(單獨加入或複合加入)0.20～0.40，Ti0.1～0.2，餘量為Fe及不可避免的雜質。
本發明的彌散處理工藝是加熱至1000℃～1100℃保溫後直接降溫至800℃～980℃等溫後淬火。
本發明所提供的新型錳合金鋼，經過本發明所提供的熱處理工藝處理後，不僅提高了非強烈衝擊工況下材料的耐磨性能，而且大大提高了強烈衝擊工況下材料的耐磨性能。其原材料來源豐富，成本低廉，生產工藝簡單，節能、節時。是製造冶金、礦山、建材、化工等行業使用的破磨機械和建築工程機械耐磨件的理想材料。
實施例如表1所示用本發明所提供的編號為2、3、4的材料成分試製的250×500顎式破碎機活動齒板。鑄件經過彌散處理工藝，將鑄件加熱至1000℃～1100℃保溫後直接降溫至800℃～980℃，等溫後淬火。以上材料與Mn13進行同機對比試驗，破碎物料為硬度HV1800～2200度的棕剛玉，破碎比為2.4。試驗結果表明編號為2、3、4的本發明鋼材比編號為1的Mn13鋼材耐磨性能分別提高1.87、2.3、1.73倍。
權利要求
1.一種新型錳合金鋼，其特徵在於它的組成為(重量%)C∶0.8～1.6，Mn∶8～15，Si∶0.2～1.5，K-Na變質劑0.4～5，Cr或V或Mo(單獨加入或複合加入)0.05～0.6，Ti∶0.05～0.4，S∶≤0.05，P≤0.1，餘量為Fe及不可避免的雜質，鑄件要經過彌散處理。
2.根據權利要求1所述的一種新型錳合金鋼，其特徵在於它的最佳組成是(重量%)C1.0～1.3，Mn9～12，Si0.3～0.6，K-Na變質劑1～2，Cr或V或Mo(單獨加入或複合加入)0.20～0.40，Ti0.1～0.2，餘量為Fe及不可避免的雜質。
3.根據權利要求1所述的一種新型錳合金鋼，其特徵在於其彌散處理工藝為加熱至1000℃～1150℃保溫後直接降溫至800℃～980℃等溫後淬火。
全文摘要
本發明屬於合金材料，一種新型錳合金鋼。它是在錳鋼中複合添加鉀—鈉變質劑，鉻或釩或鉬、鈦等合金材料，通過彌散處理，獲得固溶強化了的細晶奧氏體基體上彌散分布著第二相耐磨質點的金相組織。該材料不僅在非強烈衝擊工況下具有優良的耐磨性能，而且在強烈衝擊工況下仍具有優良的耐磨性能。其生產工藝簡單，成本低廉，原材料來源豐富。是製造冶金、礦山、建築、鐵路等機械的耐磨零件的理想材料。
文檔編號C21D1/20GK1046763SQ8910527
公開日1990年11月7日 申請日期1989年4月25日 優先權日1989年4月25日
發明者王世清, 朱瑞富 申請人:山東工業大學