本发明专利技术公开了一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：0.5～2.3％；Si：0.1～0.7％；Mn：0.2～2.6％；Cr：17～23％；N：0.15～0.25％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.13～0.16％；Mo：0.18～0.25％；Y：0.2～1.0％；Nb：0.02～0.12％；余量为Fe。本发明专利技术还公开了一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料的制备方法，采用三步升温法和淬火，并对升温和降温速率进行了控制，得到用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料。产品耐磨性能好，硬度高，综合性能优良且操作简单易行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及运动器材
，尤其涉及一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料及其制备方法。
技术介绍
运动器材是竞技体育比赛和健身锻炼所使用的各种器械、装备及用品的总称。运动器材一般采用金属材料作为支撑、稳定结构，但往往金属材料韧性、硬度和耐磨性能难以平衡，导致运动器材受到损坏，缩短了运动器材的使用寿命，严重的会让使用者受伤。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料及其制备方法，产品耐磨性与韧性好，硬度高，综合性能优良，使用寿命长，且操作简单易行。本专利技术提出的一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：0.5～2.3％；Si：0.1～0.7％；Mn：0.2～2.6％；Cr：17～23％；N：0.15～0.25％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.13～0.16％；Mo：0.18～0.25％；Y：0.2～1.0％；Nb：0.02～0.12％；余量为Fe。优选地，所述用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：1.0～2.0％；Si：0.2～0.5％；Mn：0.4～2.0％；Cr：19～21％；N：0.18～0.20％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.14～0.15％；Mo：0.20～0.23％；Y：0.3～0.9％；Nb：0.05～0.10％；余量为Fe。优选地，Y元素与Nb元素及N元素满足关系式：nY＝5×(nNb+0.23nN),其中nY、nNb、nN分别表示Y元素、Nb元素、N元素在原料中所占重量百分比。本专利技术还提出了一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将原料按配比称取并熔炼浇注，得到半成品；S2、将半成品入炉，一次升温至450-485℃，保温1.0-2.0h；二次升温至665-760℃，保温1.5-2.5h；三次升温至950-1325℃，保温2-3.5h，得到第一预制料；S3、将第一预制料降温至835-915℃，保温1.5-2.5h，得到第二预制料；S4、将第二预制料淬火，淬火温度为275-330℃，淬火时间为0.1-0.3h，得到用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料。优选地，在S2中，在一次升温过程中，温度T(℃)与时间t(min)的关系满足方程：T＝0.88×(t-2.4t)2-5.1t+17.8。优选地，在S2中，在二次升温过程中，温度与时间满足线性方程T＝0.563×t+2.9。优选地，在S2中，在三次升温过程中，升温速度为1-5℃/min。优选地，在S3中，在第一预制料的降温过程中，温度T(℃)与时间t(min)的关系满足方程：T＝K×(t2-0.56t+9.16)，其中K值范围为3.02-6.83。本专利技术中通过控制Y元素与Nb元素及N元素的重量比，使得原料重量比更加优化，Y元素与Nb元素及N元素在所述函数关系的比例之下相互协同作用，一方面能细化晶粒和降低过热敏感性，降低回火的脆性以提高强度，具有抗腐蚀及耐高温的能力，另一方面还可提高淬透性，达到提高强度、硬度和抗冲性能的效果，同时，减少了Al2O3对疲劳性能的危害，可降低高密度的疲劳和低密度的疲劳，延长耐磨球的使用寿命。另外，本专利技术还采用三段式升温方式，合理控制三段升温温度T(℃)与时间t(min)满足的函数关系，进一步改善了
升温方式和降温方式，比普通的匀速升温、匀速降温的效果更好，得到的耐磨球硬度和韧性大大提升，且破碎率明显减小，产品的机械性能好，冲击韧度强，单位磨耗较小，与限定的Y元素与Nb元素及N元素重量比满足一定函数关系式相协同，使得耐磨铸球的硬度、冲击韧性进一步增强，耐磨性能极为优异。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：0.5％；Si：0.7％；Mn：0.2％；Cr：23％；N：0.15％；P：0.05％；S：0.05％；Al：0.16％；Mo：0.18％；Y：1.0％；Nb：0.02％；余量为Fe。实施例2一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：2.3％；Si：0.1％；Mn：2.6％；Cr：17％；N：0.25％；P：0.05％；S：0.03％；Al：0.13％；Mo：0.25％；Y：0.2％；Nb：0.12％；余量为Fe。实施例3一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：1.71％；Si：0.52％；Mn：1.89％；Cr：21.36％；N：0.21％；P：0.05％；S：0.05％；Al：0.15％；Mo：0.19％；Y：0.53％；Nb：0.10％；余量为Fe。上述用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将原料按配比称取并熔炼浇注，得到半成品；S2、将半成品入炉，一次升温至451℃，保温2.0h；二次升温至666℃，保温2.5h；三次升温至951℃，保温3.5h，得到第一预制料；S3、将第一预制料降温至836℃，保温2.5h，得到第二预制料；S4、将第二预制料淬火，淬火温度为276℃，淬火时间为0.3h，得到用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料。实施例4一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：1.0％；Si：0.5％；Mn：0.4％；Cr：21％；N：0.18％；P：0.05％；S：0.05％；Al：0.15％；Mo：0.20％；Y：0.9％；Nb：0.05％；余量为Fe。上述用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将原料按配比称取并熔炼浇注，得到半成品；S2、将半成品入炉，一次升温至485℃，保温1.0h；二次升温至762℃，保温1.6h；三次升温至1325℃，保温2.0h，得到第一预制料；其中在一次升温过程中，温度T(℃)与时间t(min)的关系满足方程：T＝0.88×(t-2.4t)2-5.1t+17.8；在二次升温过程中，温度与时间满足线性方程T＝0.563×t+2.9；在三次升温过程中，升温速度为3℃/min；S3、将第一预制料降温至916℃，保温1.5h，得到第二预制料，其中降温过程中，温度T(℃)与时间t(min)的关系满足方程：T＝K×(t2-0.56t+9.16)，其中K值范围为3.55；S4、将第二预制料淬火，淬火温度为329℃，淬火时间为0.1h，得到用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料。实施例5一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其原料按重量百分比包括：C：2.0％；Si：0.2％；Mn：2.0％；Cr：19％；N：0.20％；P：0.05％；S：0.05％；Al：0.14％；Mo：0.23％；Y：0.3％；Nb：0.10％；余量为Fe。上述用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将原料按配比称取并熔炼浇注，得到半成品；S2、将半成品入炉，一次升温至467℃，保温1.5h；二次升温至728℃，保温2.1h；三次升温至1126℃，保温2.5h，得到第一预制料；其中在一次升温过程中，温度T(℃)与时间t(min)的关系满足方程：T＝0.88×(t-2.4t)2-5.1t+17.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：C：0.5～2.3％；Si：0.1～0.7％；Mn：0.2～2.6％；Cr：17～23％；N：0.15～0.25％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.13～0.16％；Mo：0.18～0.25％；Y：0.2～1.0％；Nb：0.02～0.12％；余量为Fe。
【技术特征摘要】
1.一种用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：C：0.5～2.3％；Si：0.1～0.7％；Mn：0.2～2.6％；Cr：17～23％；N：0.15～0.25％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.13～0.16％；Mo：0.18～0.25％；Y：0.2～1.0％；Nb：0.02～0.12％；余量为Fe。2.根据权利要求1所述的用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：C：1.0～2.0％；Si：0.2～0.5％；Mn：0.4～2.0％；Cr：19～21％；N：0.18～0.20％；P：0～0.05％；S：0～0.05％；Al：0.14～0.15％；Mo：0.20～0.23％；Y：0.3～0.9％；Nb：0.05～0.10％；余量为Fe。3.根据权利要求1或2所述的用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料，其特征在于，Y元素与Nb元素及N元素满足关系式：nY＝5(nNb+0.23nN),其中nY、nNb、nN分别表示Y元素、Nb元素、N元素在原料中所占重量百分比。4.一种根据权利要求1-3任一项所述的用于运动器材的高韧性高耐磨金属材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将原料按配比称取并熔炼浇注，得到半成品；S2、将半成品入炉，一...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，
申请(专利权)人：芜湖地心引力运动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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