本发明专利技术涉及一种耐热耐磨合金钢，其化学成分（重量百分比）为：Ｃ：０．１５－０．４０％，Ｍｎ：０．２－１．０％，Ｓｉ：０．３－１．５％，Ｃｒ：１０．０－１８．０％，Ｍｏ：３．０－８．０％，Ｃｏ：５．０－１０．０％，Ｗ：１．０－５．０％，Ｐ：≤０．１０％，Ｓ：≤０．１０％，其余为Ｆｅ和不可避免的微量杂质。该种合金钢材料用于镁合金半固态浆料制备用机械搅拌叶片或搅拌棒的制造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐热耐磨合金钢，该材料主要用于制造镁合金半固态浆料制备的 机械搅拌叶片或搅拌棒。
技术介绍
半固态加工技术是20世纪70年代美国麻省理工学院的M. C. Flemings教授等提 出的一种金属成形的新方法。该技术综合了凝固加工和塑性加工的长处，即加工温度比液 态低、变形抗力比固态小，利用金属从液态向固态转变(即液固共存)过程中所具有的特性 进行成形，可一次大变形量加工成形形状复杂且精度和性能要求较高的零件。国外有专利 将半固态加工称为“21世纪最有前途的材料成形加工方法”。在发达国家，铝合金半固态加工技术(触变成形)已经成熟并进入工业应用，主要 用于汽车、电器、航空航天等领域。镁合金的半固态成形技术相对发展较晚，成熟的技术只 有触变注射成形技术(Thixomolding)，也是目前唯一用于工业化生产的镁合金半固态成形 技术。我国对于半固态成形技术的研究起步较晚。20世纪80年代后期开始，国内先后有 不少高校和科研机构开展半固态成形技术的研究工作，如北京科技大学、东南大学、哈尔滨 工业大学、上海交通大学、北京有色金属研究总院等单位，设计了不同的实验设备，在半固 态成形技术的基础理论研究中，取得了可喜的进步。目前国内的研究工作中，制备半固态浆料的方法有多种。机械搅拌制备半固态金 属浆料或坯料是目前实验室应用最广泛的方法，该方法是利用机械旋转的叶片或搅拌棒改 变凝固时金属初晶的生长与演化，获得具有球状或类球状初生固相的半固态金属流变浆 料，这些球状或类球状的初生固相均勻悬浮在母液中。在搅拌过程中，通过控制搅拌室的温 度来控制半固态金属的初生固相分数，通过改变叶片或搅拌棒的转速来控制剪切速率，进 而控制固相颗粒的形态，并可以保证整个搅拌过程中的剪切速率保持恒定。机械搅拌装置结构简单，造价低、操作方便、剪切速率易于控制，非常适合实验室 的研究工作。但是机械搅拌法的主要缺点是生产效率低，搅拌室和搅拌棒的寿命短，同时， 搅拌棒易于污染半固态金属。因此，目前机械搅拌法只适合实验室的研究工作，无法制备高 质量的半固态金属浆料或坯料，更无法满足商业生产的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐热耐磨合金钢的化学组成成分，该种合金钢可用于 制造制备镁合金半固态浆料的机械搅拌叶片或搅拌棒。为达到上述目的，本专利技术的耐热耐磨合金钢中含有碳、锰、硅、铬、钼、钴、稀土等元 素，余量为铁，合金的具体组成和重量百分比如下C 0. 15-0. 40%Mn 0. 2-1. 0%Si 0. 3-1. 5%Cr 10. 0-18. 0%Mo 3. 0-8. 0%Co 5. 0-10. 0%W :1. 0-5. 0%P ≤0. 10% S ≤ 0. 10%其余为Fe和不可避免的微量杂质。本专利技术中耐热耐磨合金钢合金元素化学成分的设计及含量范围的设定依据如 下(1)碳(C)主要影响合金钢的硬度和韧性。碳在合金钢中主要形成碳化物，碳化 物的组成、分布及数量是决定其性能的关键。含碳量高，则碳化物数量多，材料的硬度提高， 但韧性降低，脆性增大；含碳量低，则所形成的碳化物数量少，硬度降低，耐磨性亦降低。故 本专利技术将含碳量控制在0. 15-0. 40%。(2)锰(Mn)锰具有固溶强化的作用，可分别溶于基体组织及碳化物内，既可强化 基体，又可增加碳化物的弥散度和稳定性，对提高合金钢的耐磨性有良好作用。因此，在合 金钢中可加入适当锰，本专利技术中将含量控制在0. 2-1. 0%。(3)硅(Si)可使合金钢的抗氧化性能提高。一方面，在高温下，可在合金钢表面 形成一层Si02薄膜，降低合金钢的氧化倾向；另一方面，与铬元素一起，可形成硅酸层或硅 酸铁层，显著提高合金钢的抗高温氧化、硫化性能。但过高的硅含量，将降低韧性、增加脆 性。本专利技术将硅含量控制在0.3-1.5%。(4)铬(Cr)铬是影响合金钢抗氧化性能和耐磨性能的主要元素，可与碳形成显 微硬度较高的Cr7C3型碳化物。此外，铬还可在合金钢表面形成一层致密的Cr203氧化膜， 起到钝化作用，可增强合金钢的抗腐蚀性能和抗高温氧化的性能。本专利技术将铬含量控制在 10. 0-18. 0%。(5)钼(Mo)钼的主要作用是使组织均勻、细化，提高合金钢的热强性和耐磨性。 当含钼量低于时，合金钢的耐热耐磨性不能满足要求；但含钼量较高时，将使合金钢的 成本提高，因此，含钼量选择在3. 0-8. 0%。(6)钴(Co)钴的主要作用是提高合金钢的热稳定性。本专利技术中将钴含量设定为 5. 0-10. 0%。(7)钨(W)钨的作用主要是提高合金钢的热稳定性，本专利技术中将钨含量设定为 1. 0-5. 0%。(8)磷(P)和硫(S)磷和硫是随炉料或在合金化过程中混入的，是有害元素，应尽 可能降低其含量，本专利技术将其含量控制在< 0.10%。本专利技术的工艺流程为配料_熔炼_调整成分_加变质剂_出炉_浇注。 具体实施例本专利技术的实施例为一种用于制备半固态镁合金浆料的机械搅拌棒，其化学成分(重量百分比)为C 0. 27%, Mn 0. 62%, Si 1. 1%, Cr 16%, Mo 6. 3%, Co 8. 7%, P ≤ 0. 10%, S ≤ 0. 10%,W 2. 10%,其余为Fe和不可避免的微量杂质。上述机械搅拌棒的力学性能为HRC >= 62a k >= 20J/cm2高温机械性能600°C时，Qb= 719MPa, σ 0. 2 = 582MPa, δ = 22%, Ψ = 69% ；700°C时，ob = 48IMPa, σ 0. 2 = 356MPa, δ = 28%, Ψ =82%。权利要求一种耐热耐磨合金钢，其组成和重量百分比如下C0.15-0.40％，Mn0.2-1.0％，Si0.3-1.5％，Cr10.0-18.0％，Mo3.0-8.0％，Co5.0-10.0％，W1.0-5.0％，P≤0.10％，S≤0.10％，其余为Fe和不可避免的微量杂质。2.根据权力要求1所述的耐热耐磨合金钢材料，其特征是这种耐热耐磨钢被用于制造 镁合金半固态浆料制备的机械搅拌叶片或搅拌棒。全文摘要本专利技术涉及一种耐热耐磨合金钢，其化学成分(重量百分比)为C0.15-0.40％，Mn0.2-1.0％，Si0.3-1.5％，Cr10.0-18.0％，Mo3.0-8.0％，Co5.0-10.0％，W1.0-5.0％，P≤0.10％，S≤0.10％，其余为Fe和不可避免的微量杂质。该种合金钢材料用于镁合金半固态浆料制备用机械搅拌叶片或搅拌棒的制造。文档编号B22D21/04GK101864541SQ200910066830公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日专利技术者冯超 申请人:长春利镁科技发展有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐热耐磨合金钢，其组成和重量百分比如下：Ｃ：０．１５－０．４０％，Ｍｎ：０．２－１．０％，Ｓｉ：０．３－１．５％，Ｃｒ：１０．０－１８．０％，Ｍｏ：３．０－８．０％，Ｃｏ：５．０－１０．０％，Ｗ：１．０－５．０％，Ｐ：≤０．１０％，Ｓ：≤０．１０％，其余为Ｆｅ和不可避免的微量杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯超，
申请(专利权)人：长春利镁科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。