一种用于代替9Ni钢的高锰钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于代替9Ni钢的高锰钢及其制备方法，应用于船舶，其包括以下重量百分比的组分：碳0.80％～1.15％；硅0.65％～1.40％；锰10.00％～16.85％；铝0.1～0.3％；镍0.02％～0.23％；铬1.53％～2.60％；钼0.25％～0.63％；铜0.01％～0.10％；氮0.01％～0.02％；稀土元素0.01％～0.03％；余量为铁和其它不可避免的杂质。

A High Manganese Steel for Replacing 9Ni Steel and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于代替9Ni钢的高锰钢及其制备方法
本专利技术涉及炼钢
，特别是涉及一种用于代替9Ni钢的高锰钢及其制备方法。
技术介绍
9NI(9％Ni钢)是1944年开发的W(Ni)一9％的中合金钢，这种钢材在极低温度下具有良好的韧性和高强度，而且与奥氏体不锈钢和铝合金相比具有热胀系数小，经济性好，使用温度最低可达一196℃，9Ni钢主要用于制造液化天然气(LNG)储罐和运输船舶。高锰钢(highmanganesesteel)是指含锰量在10％以上的合金钢，目前在船舶领域，有高锰钢来替代9NI钢的趋势。在现代工业中，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。目前高锰钢材料经常用在工作条件恶劣的环境中，既受到强酸碱矿浆的腐蚀，又受矿石和磨球的磨损，对高锰钢的耐磨性和耐冲击性都有很高的要求。目前高锰钢冶炼工序复杂，生产周期长，生产效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于代替9Ni钢的高锰钢，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于代替9Ni钢的高锰钢，应用于船舶，包括以下重量百分比的组分：碳0.80％～1.15％；硅0.65％～1.40％；锰10.00％～16.85％；铝0.1～0.3％；镍0.02％～0.23％；铬1.53％～2.60％；钼0.25％～0.63％；铜0.01％～0.10％；氮0.01％～0.02％；稀土元素0.01％～0.03％；余量为铁和其它不可避免的杂质。进一步的，所述高锰钢密度介于6.91～7.05(g/cm3)。进一步的，所述锰的重量百分比为11.00％～14.00％。进一步的，所述高锰钢具有38.1(mJ/m2)至40.8(mJ/m2)的层错能(SFE)。一种高锰钢的制备方法，所述高锰钢应用于船舶，包括以下步骤：向炉内加入含铁金属原料，加热到810℃～839℃使含铁金属原料融化并保温第一时长；向炉内加入精炼剂，加热到1500℃-1630℃温度下精炼第二时长，得到完全熔化的合金钢液，所述第二时长短于所述第一时长；其中，精炼剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠5-8份、六氟苯5-9份、氟化钙8-15份、废铝粉11-15份、稀土2-9份、铝矾土1-3份、膨润土2-4份、叶腊石3-6份。将上述得到的合金钢液加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1470-1580℃；将得到的初品降温至580-610℃，进行淬火处理，再冷却至430-520℃进行空冷处理，然后再升温至1120-1190℃进行保温一段时长，之后进行水淬处理。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的制备方法所制备得到的高锰钢的铸造性能较好。本专利技术通过合理设置配比和生产工艺，形成的高锰钢具有较好的综合力学性能，显著延长高锰钢寿命，降低机械的损坏率。具体实施方式本专利技术通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1：一种用于代替9Ni钢的高锰钢，包括以下重量百分比的组分：碳0.80％；硅0.65％；锰10.00％；铝0.1％；镍0.02％；铬1.53％；钼0.25％；铜0.01％；氮0.01％；稀土元素0.01％；余量为铁和其它不可避免的杂质。一种高锰钢的制备方法，包括以下步骤：向炉内加入含铁金属原料，加热到810℃使含铁金属原料融化并保温第一时长；向炉内加入精炼剂，加热到1500℃温度下精炼第二时长，得到完全熔化的合金钢液，所述第二时长短于所述第一时长；其中，精炼剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠5份、六氟苯5份、氟化钙8份、废铝粉11份、稀土2份、铝矾土1份、膨润土2份、叶腊石3份。将上述得到的合金钢液加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1470℃；将得到的初品降温至580℃，进行淬火处理，再冷却至430℃进行空冷处理，然后再升温至1120℃进行保温一段时长，之后进行水淬处理。优选的，所述高锰钢密度介于6.91(g/cm3)。优选的，所述锰的重量百分比为11.00％％。优选的，所述高锰钢具有38.1(mJ/m2)的层错能(SFE)。实施例2：一种用于代替9Ni钢的高锰钢，包括以下重量百分比的组分：碳1.15％；硅1.40％；锰16.85％；铝0.3％；镍0.23％；铬2.60％；钼0.63％；铜0.10％；氮0.02％；稀土元素0.03％；余量为铁和其它不可避免的杂质。一种高锰钢的制备方法，包括以下步骤：向炉内加入含铁金属原料，加热到839℃使含铁金属原料融化并保温第一时长；向炉内加入精炼剂，加热到1630℃温度下精炼第二时长，得到完全熔化的合金钢液，所述第二时长短于所述第一时长；其中，精炼剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠8份、六氟苯9份、氟化钙15份、废铝粉15份、稀土9份、铝矾土3份、膨润土4份、叶腊石6份。将上述得到的合金钢液加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1580℃；将得到的初品降温至610℃，进行淬火处理，再冷却至520℃进行空冷处理，然后再升温至1190℃进行保温一段时长，之后进行水淬处理。优选的，所述高锰钢密度介于7.05(g/cm3)。优选的，所述锰的重量百分比为14.00％。优选的，所述高锰钢具有40.8(mJ/m2)的层错能(SFE)。实施例3：一种用于代替9Ni钢的高锰钢，包括以下重量百分比的组分：碳1.10％；硅0.85％％；锰13.80％；铝0.2％；镍0.12％％；铬1.99％；钼0.35％％；铜0.05％；氮0.015％；稀土元素0.018％；余量为铁和其它不可避免的杂质。一种高锰钢的制备方法，包括以下步骤：向炉内加入含铁金属原料，加热到830℃使含铁金属原料融化并保温第一时长；向炉内加入精炼剂，加热到1600℃温度下精炼第二时长，得到完全熔化的合金钢液，所述第二时长短于所述第一时长；其中，精炼剂包括以下重量份数的原料：碳酸钠7份、六氟苯8份、氟化钙12份、废铝粉13份、稀土5份、铝矾土2份、膨润土3份、叶腊石5份。将上述得到的合金钢液加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1540℃；将得到的初品降温至598℃，进行淬火处理，再冷却至480℃进行空冷处理，然后再升温至1160℃进行保温一段时长，之后进行水淬处理。优选的，所述高锰钢密度介于6.98(g/cm3)。优选的，所述锰的重量百分比为12.55％。优选的，所述高锰钢具有39.1(mJ/m2)的层错能(SFE)。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的制备方法所制备得到的高锰钢的铸造性能较好。本专利技术通过合理设置配比和生产工艺，形成的高锰钢具有较好的综合力学性能，显著延长高锰钢寿命，降低机械的损坏率。最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于代替9Ni钢的高锰钢，应用于船舶，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：碳0.80％～1.15％；硅0.65％～1.40％；锰10.00％～16.85％；铝0.1～0.3％；镍0.02％～0.23％；铬1.53％～2.60％；钼0.25％～0.63％；铜0.01％～0.10％；氮0.01％～0.02％；稀土元素0.01％～0.03％；余量为铁和其它不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种用于代替9Ni钢的高锰钢，应用于船舶，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：碳0.80％～1.15％；硅0.65％～1.40％；锰10.00％～16.85％；铝0.1～0.3％；镍0.02％～0.23％；铬1.53％～2.60％；钼0.25％～0.63％；铜0.01％～0.10％；氮0.01％～0.02％；稀土元素0.01％～0.03％；余量为铁和其它不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高锰钢，其特征在于，所述高锰钢密度介于6.91～7.05(g/cm3)。3.根据权利要求1所述的高锰钢，其特征在于，所述锰的重量百分比为11.00％～14.00％。4.根据权利要求1所述的高锰钢，其特征在于，所述高锰钢具有38.1(mJ/m2)至40.8(mJ/m2)的层错能(SF...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭俊惆，
申请(专利权)人：张家港富瑞重型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32