一种复合锰钢合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合锰钢合金及其制备方法，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：铁60.5～72.5%、锰10.5～18.5%、碳1.5～0.88%、硅1.15～1.5%、镍3.15～4.68%、钼1.15～1.68%、铬0.9～1.22%、钨0.8～1.29%、镍0.18～0.32%、硼0.02～0.035%、钒≤0.2%、铼≤0.02%、钛≤0.5%和不可避免杂质。本发明专利技术通过制备方法工艺制得的复合锰钢合金，为重工业提供使用的一种防磨钢材，继续保持内部柔韧度，表面摩擦力最小化，可用高锰钢或类似材料进行焊接，可被乙炔氧炬切割，无磁性等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢合金
，具体涉及。
技术介绍
1882年英国人Hadfield专利技术了奥氏体高锰钢后，这种钢作为金属耐磨材料已广泛用于矿石破碎、选煤、水泥生产与电力等行业。在强烈冲击载荷及高挤压应力下(通常冲击功大于5J/cm2)，高锰钢工件表面可实现α马氏体相变而得到充分强化，显微硬度由HV250提高到约HV700，而工件内部仍保持优良韧性，其耐磨性与HRC50的马氏体相当。高锰钢的加工硬化机理有位错堆积与形变诱发相变两种理论，近年来的研究更多支持了位错堆积理论，比较符合实际的解释是由冲击造成位错-堆垛层错马氏体_α马氏体的强化作用或位错、形变马氏体、形变挛晶和弥散出的微碳化物等综合作用所致。矿山机械磨损件通常使用时的冲击功小于3.5J/cm2，其实际服役条件提供的冲击能量满足不了高锰钢的加工硬化要求，这时高锰钢的耐磨性不如其它类耐磨钢好。例如:球磨机衬板在磨损失效时，测定表面的硬度仅为HB300左右，与它未使用时的硬度(HB200)相比，其强化系数只有1.5。另外，即使在较高的冲击载荷下，如果破碎的矿石较软，其耐磨性也较差。如锤式破碎机的锤头，破碎含有泥沙的较软矿石时，锤头表层加工硬化只有240?300HB，锤头寿命较短。为了提高锰钢在中等冲击载荷下的加工硬化能力，研究通过微合金化以提高其强韧性和耐磨性能。如加入多元微量元素(>、￥、8、(:11、附、41等，进一步提高奥氏体的固溶强化效果，以提高其强韧性。加入碳化物形成元素Mo、W、V、Nb、Ti等，使其在奥氏体基体上弥散析出类球状碳化物，以实现第二相硬质粒子。经应用考核，微合金化的高锰钢机械性能有较大幅度提高，但耐磨寿命却没有显著改善，原因在于微合金化虽然提高了高锰钢的常规力学性能，但并没有改变高锰钢的强化机制，致使其加工硬化力度没有显著提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为: ，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成:铁 60.5 ?72.5%、锰 10.5 ?18.5%、碳 1.5 ?0.88%、硅 1.15 ?1.5%、镍 3.15 ?4.68%、钼 1.15 ?1.68%、铬 0.9 ?1.22%、钨 0.8 ?1.29%、镍 0.18 ?0.32%、硼 0.02 ?0.035%、钒彡0.2%、铼彡0.02%、钛彡0.5%和不可避免杂质。进一步地，包括如下步骤: S1、称取化学成分为铁60.5?72.5%、锰10.5?18.5%、碳1.5?0.88%、硅1.15?1.5%、镍 3.15 ?4.68%、钼 1.15 ?1.68%、铬 0.9 ?1.22%、钨 0.8 ?1.29%、镍 0.18 ?0.32%、硼0.02?0.035%、钒彡0.2%、铼彡0.02%、钛彡0.5%和不可避免杂质，依照各类合金材料，依次加入熔炼炉内进行熔炼，熔炼温度为1580?1600°C，往熔炼炉内加入脱氧剂，在炉内金属液面上覆盖覆盖剂；得到锰钢合金坯料； 52、将步骤SI中得到的锰钢合金坯料倒入连铸机内进行铸造操作，得到复合锰钢合金铸件； 53、将步骤S2所得的复合锰钢合金铸件进行热处理工艺；以升温速度<80°C/h加热至350°C，以<100°C /h加热至750°C，快速加热升温至1200°C ;保温0.5?lh ;经过淬火处理之后，得到复合锰钢合金粗品； 54、将步骤S3中所得复合锰钢合金粗品进行切割操作，得到复合锰钢合金粗品； 55、将步骤S4所得切复合锰钢合金粗品通过精细乳制机进行进行乳制操作，通过磨平机磨平之后，得到复合锰钢合金成品； 56、将步骤S5所得的复合锰钢合金成品，通过检验包装入库。进一步地，所述步骤S1中脱氧剂一定压到炉内深处，金属液面用覆盖剂盖严，隔断外界空气。进一步地，所述步骤S2中铸造温度为1000?1100°C，复合锰钢合金铸件在连铸机内长时间保温，直到温度低于150°C再出件。进一步地，所述步骤S4中复合锰钢合金粗品切割时，将铸件置于水中，被切割部分露在水外。进一步地，所述步骤S5中精细热乳温度为600°C?800°C，时间为0.5?lh。本专利技术通过制备方法工艺制得的复合锰钢合金，为重工业提供使用的一种防磨钢材，应用领域包括采石、采矿、挖掘、煤炭工业、铸造和钢铁行业等；经防磨技术处理后，材料表面可达到500--550布氏硬度，继续保持内部柔韧度，表面摩擦力最小化，可用高锰钢或类似材料进行焊接，可被乙炔氧炬切割，无磁性等。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术包括由以下重量份的原料制备而成:由以下重量百分比的化学成分制备而成:铁 60.5 ?72.5%、锰 10.5 ?18.5%、碳 1.5 ?0.88%、硅 1.15 ?1.5%、镍 3.15 ?4.68%、钼 1.15 ?1.68%、铬 0.9 ?1.22%、钨 0.8 ?1.29%、镍 0.18 ?0.32%、硼 0.02 ?0.035%、钒彡0.2%、铼彡0.02%、钛彡0.5%和不可避免杂质。—种复合锰钢合金及其制备方法，包括如下步骤: 51、称取化学成分为铁60.5?72.5%、锰10.5?18.5%、碳1.5?0.88%、硅1.15?1.5%、镍 3.15 ?4.68%、钼 1.15 ?1.68%、铬 0.9 ?1.22%、钨 0.8 ?1.29%、镍 0.18 ?0.32%、硼0.02?0.035%、钒彡0.2%、铼彡0.02%、钛彡0.5%和不可避免杂质，依照各类合金材料，依次加入熔炼炉内进行熔炼，熔炼温度为1580?1600°C，往熔炼炉内加入脱氧剂，在炉内金属液面上覆盖覆盖剂；得到锰钢合金坯料； 52、将步骤S1中得到的锰钢合金坯料倒入连铸机内进行铸造操作，得到复合锰钢合金铸件； 53、将步骤S2所得的复合锰钢合金铸件进行热处理工艺；以升温速度<80°C/h加热至350°C，以<100°C /h加热至750°C，快速加热升温至1200°C ;保温0.5?lh ;经过淬火处理之后，得到复合锰钢合金粗品；54、将步骤S3中所得复合锰钢合金粗品进行切割操作，得到复合锰钢合金粗品；55、将步骤S4所得切复合锰钢合金粗品通过精细乳制机进行进行乳制操作，通过磨平机磨平之后，得到复合锰钢合金成品；56、将步骤S5所得的复合锰钢合金成品，通过检验包装入库。所述步骤S1中脱氧剂一定压到炉内深处，金属液面用覆盖剂盖严，隔断外界空气。所述步骤S2中铸造温度为1000?1100°C，复合锰钢合金铸件在连铸机内长时间保温，直到温度低于150°C再出件。所述步骤S4中复合锰钢合金粗品切割时，将铸件置于水中，被切割部分露在水外。所述步骤S5中精细热乳温度为600°C?800°C，时间为0.5?lh。实施例1:51、称取化学成分为铁72.5%、锰10.5%、碳0.88%、硅1.15%、镍3.15%、钼1.15%、铬1.22%、钨(λ 8%、镍(λ 32%、硼(λ 02%、钒彡(λ 2%、铼彡(λ 02%、钛彡(λ 5%和不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合锰钢合金及其制备方法，其特征在于，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：铁 60.5～72.5%、锰10.5～18.5%、碳1.5～0.88%、硅1.15～1.5%、镍3.15～4.68%、钼1.15～1.68%、铬 0.9～1.22%、钨 0. 8～1.29%、镍 0.18～0.32%、硼 0.02～0.035%、钒≤0.2%、铼≤0.02%、钛≤0.5%和不可避免杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐时葵，董邦林，王军，
申请(专利权)人：安徽楚江特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34