一种低铬耐磨合金钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低铬耐磨合金钢及其制备方法，依次通过确定工艺目标值、配料、熔炼、取样调整、浇注成型和热处理制得的合金钢的重量百分比含量为0.25‑0.35％的碳、0.6‑1.5％的硅、0.8‑1.3％的锰、＜0.04％的磷、＜0.04％的硫、1‑3.5％的铬、0.1‑0.5％的镍、0.1‑0.3％的钼、0.03‑0.25％的硼、0.1‑0.3％的铝、0.1‑1.2％的铈、0.02‑0.1％的锡和余量的铁，既能够兼顾耐磨性和硬度，又能够大大的提高其韧性，抗冲击性能好，冲击功高达5‑8焦耳，能够轻易击碎鹅卵石。

【技术实现步骤摘要】
一种低铬耐磨合金钢及其制备方法
本专利技术涉及到合金钢制造
，尤其涉及一种抗冲击、韧性高并适合于民用使用和推广的低铬耐磨合金钢及其制备方法。
技术介绍
合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。公开号为CN102978533A，公开日为2013年03月20日的中国专利文献公开了一种高强度高韧性合金钢，其化学成分组成如下：碳：0.14-0.19wt％、硅：0.20-0.33wt％、硼：0.02-0.05wt％、锰：0.85％-1.30wt％、磷：≤0.02wt％、硫：0.015-0.02wt％、铬：0.08-0.1wt％、钒：0.6-0.2wt％、镍：0.30-0.50wt％、铜：0.2-0.3wt％、钼：0.02-0.08wt％、钛：≤0.2wt％、铌：≤0.06wt％，余量为铁。该专利文献公开的高强度高韧性合金钢，其采用低碳多合金系配比，冶炼成本大，控制难度大，工艺要求高，成本高，属专用使用钢种，民用推广难。公开号为CN1335417，公开日为2002年02月13日的中国专利文献公开了一种高温耐磨合金钢，其特征在于：采用下述组分和重量百分含量的原料通过熔炼和其它工艺流程生产制得的：77.5-79％的废钢，18.3-207％的高碳铬铁，0.67-1.0％的钼铁，0.33-0.5％的钒铁，适量的硅、锰脱氧剂，0.05-0.1％的钛铁，0.02-0.05％的锆，0.6-1.2％的铝和0.12-0.5％的稀土元素，这样制得的合金钢含碳1.45-1.70％，含铬11.0-12.5％，含钼0.4-0.6％，含钒0.15-0.30％，含钛0.02-0.05％，含锆0.02-0.05％，含铝0.6-1.2％，含稀土元素0.05-0.15％。该专利文献公开的高温耐磨合金钢，其采用增大碳和高合金元素的配比，虽然提高了一定的耐磨性能，但是，大大增加了合金成本，且制造出的合金钢性能接近铁，脆性较大，韧性较差，不适合国内民用使用和推广。公开号为CN105385939A，公开日为20160309的中国专利文献公开了一种高强度高韧性合金钢的制造方法，其特征在于，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：碳0.3-0.58％、硅0.25-1.38％、锰0.55-1.55％、磷≤0.025％、硫0.02-0.025％、铬0.09-1.32％、镍0.28-0.62％、钼0.02-0.035％、钛0.18-0.20％、钒0.2-0.5％、钨0.4-0.9％、铌0.3-0.6％、钴0.11-0.15％、铜0.2-0.8％、铝≤0.2％、硼≤0.15％和氮≤0.3％。该专利文献公开的高强度高韧性合金钢的制造方法，以中碳钢生产，虽然硬度较高，但韧性较差，制备得到的合金钢脆性较大，用于打鹅卵石，合金钢容易损坏。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种低铬耐磨合金钢及其制备方法，本专利技术采用铈稀土，搭配低碳低铬低硼等材料通过中频炉冶炼，经热处理后得到的合金钢，既能够保证一定的耐磨性和硬度，又能够大大的提高其韧性，抗冲击性能好，冲击功高达5-8焦耳，能够轻易击碎鹅卵石，具有冶炼成本小，工艺易于控制的特点，适合于民用使用和推广。本专利技术通过下述技术方案实现：一种低铬耐磨合金钢，其特征在于，由以下按重量百分比计的原料组成：所述碳的重量百分比含量为0.28％，铬的重量百分比含量为1.3％，硼的重量百分比含量为0.06％。所述铈的重量百分比含量为0.6％。一种低铬耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，依次由以下工艺步骤组成：a、确定工艺目标值，重量百分比配比如下：碳0.28％，硅1.O％，锰1.0％，磷0.02％，硫0.02％，铬1.3％，镍0.3％，钼0.2％，硼0.06％，铝0.20％，铈0.6％，锡0.08％，余量为铁；b、配料：选取废铁、废钢、铈稀土和含有硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡的合金；c、熔炼：先将b步骤中的配料放入炉底垫有热石灰的中频炉内，再向中频炉通低电流，中频炉内配料预热后全负荷送电，直至中频炉内配料熔化；d、取样调整：将c步骤中熔化后的配料取样，根据药水或光谱仪分析测出硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡的重量百分比含量，并根据a步骤中的工艺目标值对比分析，加入废钢和含有硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡的合金，调整硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡元素含量配比接近工艺目标值，加入石墨调整碳的含量配比接近工艺目标值，在出中频炉前10分钟加入铈稀土，使铈的重量百分比含量达到工艺目标值；e、浇注成型：经d步骤达到工艺目标值后的熔料在温度为1600-1700摄氏度时加入脱氧剂，然后出中频炉；f、热处理：将e步骤浇注成型后的合金钢进行扩散球化，淬火，回火即得成品。所述e步骤中的脱氧剂是硅钙包芯线、铝线、铝锰铁、钢芯铝、电石或碳化硅。所述f步骤中的扩散球化是指将e步骤浇注成型后的合金钢加热至1000摄氏度，并保温2小时，然后将温度降到700摄氏度时，保温1.5小时，最后随中频炉冷却。所述f步骤中的淬火是指将分布于基体上的碳化物经扩散球化后而得到的合金钢加热到980摄氏度时，随即将其水淬冷却。所述f步骤中的回火是指将淬火后的合金钢重新加热到530摄氏度，并保温3小时，最后随中频炉冷却。本专利技术的有益效果主要表现在以下方面：一、本专利技术，经过无数次实验，最终采用“0.25-0.35％的碳、0.6-1.5％的硅、0.8-1.3％的锰、＜0.04％的磷、＜0.04％的硫、1-3.5％的铬、0.1-0.5％的镍、0.1-0.3％的钼、0.03-0.25％的硼、0.1-0.3％的铝、0.1-1.2％的铈、0.02-0.1％的锡和余量的铁”这种特定的配比，制备得到的合金钢，既能够兼顾耐磨性和硬度，又能够大大的提高其韧性，铸铁抗冲击性能好，冲击功高达5-8焦耳，能够轻易击碎鹅卵石。本专利技术采用低碳，碳溶于铁形成固溶体，将其含量特定的控制在0.25-0.35％，能够保障钢的基本强度；硅能强化铁素体，提高钢的强度，脱氧、氢能力强，锰也能强化铁素体，锰溶于渗碳体中，获得合金渗碳体(FeMn)3C，同时又能使珠光体变细，能够有效脱硫、磷有害元素，铬能生成碳化物Cr7C3、(CrFe)23C6，提高钢的硬度，起到强化弥散作用；钼能够细化晶粒，防止回火脆性。硅的含量特定的控制在0.6-1.5％、锰的含量特定地控制在0.8-1.3％，能够增加淬硬层深度，保障合金钢的耐磨性，而且能够有效规避钢的回火脆性；钼的含量特定的控制在0.1-0.3％，能够进一步消除回火脆性，在保证合金钢延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低铬耐磨合金钢，其特征在于，由以下按重量百分比计的原料组成：

【技术特征摘要】
1.一种低铬耐磨合金钢，其特征在于，由以下按重量百分比计的原料组成：2.根据权利要求1所述的一种低铬耐磨合金钢，其特征在于：所述碳的重量百分比含量为0.28％，铬的重量百分比含量为1.3％，硼的重量百分比含量为0.06％。3.根据权利要求1所述的一种低铬耐磨合金钢，其特征在于：所述铈的重量百分比含量为0.6％。4.根据权利要求1所述的一种低铬耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，依次由以下工艺步骤组成：a、确定工艺目标值，重量百分比配比如下：碳0.28％，硅1.O％，锰1.0％，磷0.02％，硫0.02％，铬1.3％，镍0.3％，钼0.2％，硼0.06％，铝0.20％，铈0.6％，锡0.08％，余量为铁；b、配料：选取废铁、废钢、铈稀土和含有硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡的合金；c、熔炼：先将b步骤中的配料放入炉底垫有热石灰的中频炉内，再向中频炉通低电流，中频炉内配料预热后全负荷送电，直至中频炉内配料熔化；d、取样调整：将c步骤中熔化后的配料取样，根据药水或光谱仪分析测出硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡的重量百分比含量，并根据a步骤中的工艺目标值对比分析，加入废钢和含有硅、锰、铬、镍、钼、硼、铝和锡的合金，调整硅、锰...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈章华，杨敏惠，李翼莲，程精涛，张昌华，
申请(专利权)人：陈章华，
类型：发明
国别省市：四川,51