无铬和低铬耐磨合金制造技术

本文公开了可以具有低铬含量或无铬的表面硬化/耐磨带材料、合金或粉末组合物的实施方案。在一些实施方案中，所述合金可以包含具有特定金属组分重量百分比的过渡金属硼化物和硼碳化物。公开的合金可具有高硬度和ASTM G65性能，使其有利地用于表面硬化/耐磨带应用。

Chromium free and low chromium wear-resistant alloy

An embodiment of a surface hardening/wear-resistant belt material, alloy or powder composition that may have a low chromium content or no chromium is disclosed. In some implementations, the alloy may comprise transition metal borides and boron carbides having a specific percentage of the metal component by weight. The open alloy has high hardness and ASTM G65 properties, enabling it to be used advantageously in surface hardening / wear resistant applications.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无铬和低铬耐磨合金通过参考任何优先权申请的引入本申请要求2015年9月4日提交的题为“无铬和低铬耐磨合金”的第62/214,485号美国临时申请的权益，2016年3月22日提交的题为“无铬和低铬耐磨合金”的第62/311,507号美国临时申请的权益和2016年5月13日提交的题为“无铬和低铬耐磨合金”的第62/335,988号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本申请。
本公开内容的实施方案一般涉及具有低铬含量或无铬含量的铁合金。
技术介绍
磨料磨损和侵蚀性磨损是操作人员在涉及砂、岩石或其它硬介质对表面进行磨损的应用中的主要问题。经历严重磨损的应用通常使用高硬度的材料来抵抗由于严重磨损导致的材料失效。这些材料通常含有碳化物和/或硼化物作为硬质沉淀物，其耐磨并增加材料的散装硬度(bulkhardness)。这些材料通常通过各种焊接工艺被应用作称为表面硬化的涂层或被直接铸造成部件。用于铸造和表面硬化的最常用的耐磨铁材料含有铬作为合金添加剂。铬作为合金元素通常用于两个目的，改善淬透性并形成含铬的碳化物、硼化物和/或硼碳化物。这两个目的都能改善材料的磨损性能。但是，当含铬的合金被铸造或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低铬或无铬的铁合金，其包含小于或等于约3重量％的铬，其中所述合金被形成为或被配置以形成在平衡凝固条件下包含以下成分的材料：总摩尔分数为约5至约50％的过渡金属硼化物和硼碳化物，其中过渡金属硼化物和硼碳化物的金属分数包含大于或等于约15重量％的W+Mo；和材料中摩尔分数为约5至约40％的孤立碳化物，其中孤立碳化物被定义为具有一种或多种以下元素：V、Ti、Nb、Zr、Hf、W、Mo的MC型碳化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.04 US 62/214,485;2016.03.22 US 62/311,507;1.一种低铬或无铬的铁合金，其包含小于或等于约3重量％的铬，其中所述合金被形成为或被配置以形成在平衡凝固条件下包含以下成分的材料：总摩尔分数为约5至约50％的过渡金属硼化物和硼碳化物，其中过渡金属硼化物和硼碳化物的金属分数包含大于或等于约15重量％的W+Mo；和材料中摩尔分数为约5至约40％的孤立碳化物，其中孤立碳化物被定义为具有一种或多种以下元素：V、Ti、Nb、Zr、Hf、W、Mo的MC型碳化物。2.权利要求1所述的合金，其中所述孤立碳化物具有大于或等于约50重量％钒的金属组分。3.权利要求1所述的合金，其包含小于或等于约0.01重量％的铬。4.权利要求1所述的合金，其中当在基质固相线温度测量时，材料中包含Fe2B、M23(C，B)6、M7(C，B)3和M3(C，B)的脆化硬质相的摩尔分数小于或等于约10％，其中M是大于或等于约75重量％的Fe。5.权利要求1所述的合金，其中过渡金属硼化物和硼碳化物的金属部分包含大于或等于约35重量％的W+Mo。6.权利要求1所述的合金，其中在平衡凝固条件下，材料的FCC-BCC转变温度小于或等于约1300K。7.权利要求1所述的合金，其中在平衡凝固条件下，材料的熔化范围小于或等于约250℃，熔化范围被定义为第一硬质相到凝固的形成温度与基质液相线温度之间的差。8.权利要求1所述的合金，其中材料具有大于或等于约55HRC的沉积硬度，并且其中在奥氏体化和淬火后材料的硬度大于或等于约55HRC。9.权利要求1所述的合金，其被制造成粉末、线材、铸件和/或用于磨损保护的表面硬化层。10.权利要求1所述的合金，其包含Fe和以重量百分比计的以下元素：B：约0.5至约4；C：约0至约3；Cr：约0至约3；Mo+W：约2.1至约25；和V：约0至约20；其中Ti、Nb、Ta、Zr和/或Hf可以以约1:1摩尔比代替V；且其中Mo+1.9*W与B的重量比为6至10.25。11.权利要求1所述的合金，其中所述合金包含Fe和以重量百分比计的以下元素：B：1.64，C：2，Mo：13.6，V：8.5；B：1.8，C：2.2，Mo：15，V：9.35；B：2.2，C：2.8，Mo：17.7，V：12；B：2.05，C：2.6，Mo：16.3，V：11.1；B：1.1，C：2.85，Mo：10，V：11.7；B：0.95，C：2.45，Mo：8.6，V：10；B：1.64，C：2，Mn：1，Mo：13.6，Ni：1.3，Si：0.5，V：8.5；B：1.8，C：2.2，Mn：1，Mo：15，Ni：1.5，Si：0.5，V：9.35；B：2.2，C：2.8，Mn：1，Mo：17.7，Ni：1.7，Si：0.5，V12；B：2.05，C：2.6，Mn：1，Mo：16.3，Ni：1.6，Si：0.5，V11.1；B：1.1，C：2.85，Cr：1，Mn：1.2，Mo：10，Ni：1.4，Si：0.6，V11.7；B：0.95，C：2.45，Cr：0.8，Mn：1，Mo：8.6，Ni：1.2，Si：0.5，V10；B：2.0，C：2.8，Mo：18，V：13；B：2.0，C：2.8，Mo：18，V：11.5；B：1.85，C：2.6，Mo：18，V：12；B：2.0，C：2.8，Mn：0.5，Mo：18，Ni：1.5，Si：0.5，V：13；B：2.0，C：2.8，Mn：0.5，Mo：18，Ni：1.5，Si：0.5，V：11.5；B：1.85，C：2.6，Mn：0.5，Mo：18，Ni：1.5，Si：0.5，V：12；或B：0.65，C：1.7，Cr：0.5，Mn：0.7，Mo：6，Ni：0.8，Si：0.4，V：7；其中Ti、Nb、Ta、Zr和/或Hf可以以约1:1摩尔比代替V；和其中W可以以约1:1摩尔比代替Mo。12.结合权利要求1所述的合金用于磨损保护的采矿设备。13.权利要求12所述的采矿设备，其中所述采矿设备包括接地工具、作业工具、唇缘护罩、切削刃、刀片、耐磨板和粉碎设备。14.一种低铬或无铬的铁合金，其包含小于或等于约3重量％的铬，其中所述合金被形成为或被配置以形成包含以下成分的材料：总体积分数为约5至约50％的过渡金属硼化物和硼碳化物，其中过渡金属硼化物和硼碳化物的金属部分包含大于或等于约15重量％的W+Mo；和材料中体积分数为约5至约40％的孤立碳化物，其中孤立碳化物被定义为包含一种或多种以下元素：V、Ti、Nb、Zr、Hf、W、Mo的MC型碳化物。15.权利要求14所述的合金，其中MC型碳化物具有大于或等于约50重量％钒的金属组分。16.权利要求14所述的合金，其中所述合金包含小于或等于约0.01重量％的铬。17.权利要求14所述的合金，其中材料的脆化硬质相的体积分数小于或等于约10％，其中脆化硬质相包含Fe2B、M23(C，B)6、M7(C，B)3和M3(C，B)，其中M是大于或等于约75重量％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡梅伦·埃博尔，
申请(专利权)人：思高博塔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US