一种高淬透性制造技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，公开了一种高淬透性

【技术实现步骤摘要】
一种高淬透性、高硬度硼钛微合金化磨球钢及其生产方法


[0001]本专利技术属于冶金
，涉及矿用耐磨合金磨球钢的制备，特别涉及一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢及其生产方法
。

技术介绍

[0002]随着全球经济的发展，对资源需求仍将呈增长态势，尤其金属矿产资源，另一方面全球富矿储量的日益减少，需要处理的矿石量逐年增长，这要求选矿设备规模不断扩大，球磨设备大型化，成为国内外大型矿山的发展趋势
。
[0003]铁矿耐磨设备的大型化和铁矿的低品位化，这些都给铁矿耐磨球的工作环境带来严峻的挑战，如何提高铁矿耐磨球在恶劣环境中的使用寿命，同时降低综合考虑铁矿耐磨球成本，最终铁矿耐磨球的成本又会归结到钢材的质量提高上，即铁矿耐磨球用钢的质量改进，因此开发专门的高质量铁矿耐磨球钢成为一种现实需求，这对降低铁矿成本具有非常重要的经济效益
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢及生产方法，本专利技术在保持高碳基础上，优化主要合金元素，添加微合金元素钛和硼，重新设计钢球成分，本专利技术通过化学成分的优化设计改善材料热处理性能，选择大坯型进一步提高压缩比，轧制过程实施控轧和芯表差温轧制，促进芯部变形，进一步提高材料芯部致密性，实现高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢的生产
。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢，所述磨球钢的化学成分按重量百分数计为：
C
：
0.92
‑
1.00、Si
：
0.25
‑
0.40、Mn
：
0.90
‑
1.00、P
：
≤0.015、S
：
≤0.010、Cr
：
0.70
‑
0.80、Al
：
0.020
‑
0.040、Ti
：
0.008
‑
0.020、B
：
0.0005
‑
0.0015、[H]≤1.2ppm、[O]≤15ppm、[N]≤60ppm
，其余
Fe。
[0007]优选的，所述磨球钢的化学成分按重量百分数计为：
C
：
0.93
‑
0.98、Si
：
0.28
‑
0.38、Mn
：
0.92
‑
0.99、P
：
≤0.013、S
：
≤0.005、Cr
：
0.72
‑
0.80、Al
：
0.025
‑
0.040、Ti
：
0.008
‑
0.018、B
：
0.0005
‑
0.0015、[H]≤1.0ppm、[O]≤12ppm、[N]≤60ppm
，其余
Fe。
[0008]本专利技术成分设计理由：
[0009]C
：决定钢强度和硬度的重要元素，能显著提高钢的强度和淬硬性
。
与其它合金元素相比，碳元素的成本廉价，如果能够大量添加
C
则能够降低钢材的合金成本，要满足材料热处理后硬度达到
62HRC
，其含量不得低于
0.92
％；但如果碳含量过高将给塑韧性带来不利影响
,
同时会增加热处理后残余奥氏体量，从而降低材料强度，因此其含量不得高于
1.00
％
。
所以为保证本钢种具备良好的强硬度，又保持一定的塑韧性性，
C
含量取
0.92
‑
1.00
％
。
[0010]Si
：在钢中不形成碳化物，而是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中
。
它提高
钢中固溶体的强度和冷加工变形硬化率的作用极强，仅次于
P
，但同时也在一定程度上降低钢的韧性和塑性
。Si
易使钢呈带状组织，因而使钢材的横向性能低于纵向性能
。Si
虽然也提高钢的淬透性，但由于
Si
含量高了，易于产生石墨化现象和增加表面的脱碳倾向，石墨化的出现，降低了钢的塑性和耐冲击性能及淬硬性
。
所以本专利技术按照耐磨钢球钢服役要求，适当采用低的
Si
含量
。
所以
Si
取值范围为：
0.25
‑
0.40
％
。
[0011]Mn
：
Mn
和铁形成固溶体，提高铁素体和奥氏体的强度和硬度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子
。Mn
在钢中由于降低钢的临界转变温度，所以起到细化珠光体的作用，也间接起到提高珠光体强度的作用；扩大奥氏体相区，提高奥氏体组织稳定性，强烈的增加钢的淬透性；当
Mn
含量低于
0.90
％时，不能满足钢球钢芯部淬透性要求，当
Mn
含量高于
1.00
％时，
Mn
含量高时，有使晶粒粗化的倾向
、
增加钢的回火脆敏感性，综合考虑
Mn
含量确定为
0.90
‑
1.00
％
。
[0012]Cr
：
Cr
和铁能形成连续固溶体，和多种碳化物，能显著提高材料的淬透性，同时能提高钢的耐磨性，但
Cr
亦增加钢的回火脆性
。
加入铬，可以与锰起到相互激发的作用，充分发挥锰的作用，更能大大降低临界冷却速度，而使钢的淬透性显著提高，考虑到钢的使用性能及成本，从而将
Cr
的含量限定在
0.70
％
‑
0.80
％
。
[0013]Al
：
Al
作为强烈脱氧剂可生成高度细碎的
、
超显微的氧化物，分散于钢中；铝作为终脱氧剂，可以深化脱氧效果，综合考虑脱氧及细化晶粒等方面，从而将
Al
的含量限定在
0.020
％
‑
0.040
％
。
[0014]Ti
：
Ti
能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧性，钛是钢中强脱氧剂；
Ti
与氮结合力强于硼，能起到固氮保硼的作用
。
根据钢中氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢，其特征在于：所述磨球钢的化学成分按重量百分数计为：
C
：
0.92
‑
1.00、Si
：
0.25
‑
0.40、Mn
：
0.90
‑
1.00、P
：
≤0.015、S
：
≤0.010、Cr
：
0.70
‑
0.80、Al
：
0.020
‑
0.040、Ti
：
0.008
‑
0.020、B
：
0.0005
‑
0.0015、[H]≤1.2ppm、[O]≤15ppm、[N]≤60ppm
，其余
Fe。2.
根据权利要求1所述的一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢，其特征在于：所述磨球钢的化学成分按重量百分数计为：
C
：
0.93
‑
0.98、Si
：
0.28
‑
0.38、Mn
：
0.92
‑
0.99、P
：
≤0.013、S
：
≤0.005、Cr
：
0.72
‑
0.80、Al
：
0.025
‑
0.040、Ti
：
0.008
‑
0.018、B
：
0.0005
‑
0.0015、[H]≤1.0ppm、[O]≤12ppm、[N]≤60ppm
，其余
Fe。3.
如权利要求1或2所述的一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢的生产方法，其特征在于，工艺流程为：铁水预脱硫
→
转炉冶炼
→
LF
精炼
→
RH
真空处理
→
大圆坯连铸
→
火焰切割
→
热送
→
加热炉加热
→
控轧
→
冷却
→
精整
→
判定
→
包装
→
称重
→
入库
。4.
根据权利要求3所述的一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢的生产方法，其特征在于：所述铁水预脱硫过程为：采用
KR
法深脱硫，入转炉铁水硫含量
≤0.003%。5.
根据权利要求3所述的一种高淬透性
、
高硬度硼钛微合金化磨球钢的生产方法，其特征在于：所述转炉冶炼过程为：在
90
吨以上的顶底复吹式转炉进行冶炼，以铁水与
18%
废钢为原料进行初炼，并采用双渣操作，实现脱
P
，出钢加入专用精炼渣
450kg、
石灰
550kg、
锰铁
、
硅锰
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石可伟，郑力宁，鲍玉坤，张洪才，左辉，蒋栋初，夏兆春，
申请(专利权)人：江苏利淮钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：