一种高碳高锰奥氏体钢及其板坯连铸生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高碳高锰奥氏体钢，其含有

【技术实现步骤摘要】
一种高碳高锰奥氏体钢及其板坯连铸生产工艺


[0001]本专利技术涉及一种金属材料及其板坯连铸工艺，尤其涉及一种高碳高锰钢及其板坯连铸工艺
。

技术介绍

[0002]近年来，为了进一步提高高锰钢材的耐磨性，以使其适应不同工况条件的需要，众多研究人员针对钢种的成分
、
合金化
、
生产工艺等方面进行了相关研制和开发，并获得不少研究成果，例如：高碳高锰钢
、
低碳高锰钢
、
介稳奥氏体锰钢
、
中锰钢
、
超高锰钢等
。
[0003]但是，当前对于高碳高锰钢的发展并不顺利，在高碳高锰钢中，由于钢中的碳和锰元素的含量较高，其会导致凝固过程中的碳化物析出
、
树枝晶发达，进而引发连铸坯重皮
、
凹陷与裂纹等缺陷
。
[0004]在高碳高锰钢中，当碳和锰的含量达到一定比例时，可以获得单一的奥氏体组织
。
这种高碳高锰奥氏体钢具有十分优异的性能，其可以用于制备各种工件，并在高冲击负荷下，确保工件的表面具有较强的加工硬化能力；同时，未承受冲击作用的工件心部仍保持其固有的高塑性和韧性
。
[0005]因此，本专利技术期望获得一种新的高碳高锰奥氏体钢及其板坯连铸生产工艺，采用本专利技术所设计的板坯连铸生产工艺，可以保证制得的高碳高锰奥氏体钢材的性能和质量，其具有铸坯表面和中心质量好等优异特点，可以大幅度提高生产效率，大幅降低生产成本
>。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种高碳高锰奥氏体钢，该高碳高锰奥氏体钢具有十分优异的力学性能和质量，其屈服强度
≥500MPa
，抗拉强度
≥800MPa
，延伸率
≥35
％，硬度
≤200HB
，冲击功
AKV≥100J
，其在冲击功为
2J
时的体积磨损率为
4.7
～
5.0mm3/cycle
，其在冲击功为
3.5J
时的体积磨损率为
4.2
～
4.5mm3/cycle
，其在冲击功为
5J
时的体积磨损率为
3.8
～
4.1mm3/cycle。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高碳高锰奥氏体钢，其含有
Fe
和不可避免的杂质元素，此外其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
[0008]C
：
1.2
～
2.0
％，
Mn
：
12.0
～
28.0
％，
Cr
：
1.0
～
2.5
％，0＜
Ni≤4.0
％，
Mo
：
0.5
～
3.0
％，
Ti
：
0.1
～
0.5
％，
V
：
0.1
～
1.0
％，0＜
Cu≤4.0
％，
Re
：
0.01
～
0.1
％，并且
Mn/C≥10。
[0009]进一步地，在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，其各化学元素质量百分比为：
[0010]C
：
1.2
～
2.0
％，
Mn
：
12.0
～
28.0
％，
Cr
：
1.0
～
2.5
％，0＜
Ni≤4.0
％，
Mo
：
0.5
～
3.0
％，
Ti
：
0.1
～
0.5
％，
V
：
0.1
～
1.0
％，0＜
Cu≤4.0
％，
Re
：
0.01
～
0.1
％；余量为
Fe
和不可避免的杂质，并且
Mn/C≥10。
[0011]在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0012]C
：在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，碳是保证高锰奥氏体化的重要元素，钢中碳含量增加，会导致钢材的强度增加
、
塑性下降
。
但当钢中
C
元素的质量百分含量高于
2.0
％时，所形成的碳化物较难溶入奥氏体中，会导致钢材的强度和塑性均下降，且裂纹倾向性增大
。
此外，增加碳含量还会给钢材的浇铸和热处理工序带来困难
。
因此，考虑到
C
元素含量对钢材性能的影响，在本专利技术的高碳高锰奥氏体钢中，将
C
元素质量百分含量控制在
1.2
～
2.0
％之间
。
[0013]Mn
：在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，锰是稳定奥氏体的主要元素，钢中锰含量增加，奥氏体的稳定性也会提高
。
随着钢中
Mn
元素含量的增加，钢材的强韧性也会随之提高，但却并不利于加工硬化；当钢中
Mn
元素的质量百分含量高于
28
％时，其凝固过程柱状晶发达，粗晶和裂纹敏感性强
。
另外，钢中的锰一部分固溶于钢中，一部分则能与碳形成渗碳体型碳化物，
Mn
在碳化物中浓度是不均匀的，因此凝固过程常导致裂纹发生
。
基于此，在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，将
Mn
元素的质量百分含量控制在
12.0
～
28.0
％之间
。
[0014]需要注意的是，当钢中碳和锰的含量比例一定时，可以确保获得单一的奥氏体组织
。
为了确保获得全奥氏体组织，本专利技术在控制单一化学元素质量百分含量的同时，还进一步地控制了
Mn、C
元素的质量百分含量满足：
Mn/C≥10。
[0015]Cr
：在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，
Cr
能够使钢材的屈服强度和抗磨损能力有所提高，但会使钢材抗拉强度下降
。
同时，
Cr
的碳化物还会沿奥氏体晶界及附近析出，使钢材的塑性和韧性下降
。
因此，考虑到
Cr
元素对于钢材性能的影响，在本专利技术所述的高碳高锰奥氏体钢中，将
Cr
元素的质量百本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高碳高锰奥氏体钢，其含有
Fe
和不可避免的杂质元素，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
C
：
1.2
～
2.0
％，
Mn
：
12.0
～
28.0
％，
Cr
：
1.0
～
2.5
％，0＜
Ni≤4.0
％，
Mo
：
0.5
～
3.0
％，
Ti
：
0.1
～
0.5
％，
V
：
0.1
～
1.0
％，0＜
Cu≤4.0
％，
Re
：
0.01
～
0.1
％，并且
Mn/C≥10。2.
如权利要求1所述的高碳高锰奥氏体钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：
C
：
1.2
～
2.0
％，
Mn
：
12.0
～
28.0
％，
Cr
：
1.0
～
2.5
％，0＜
Ni≤4.0
％，
Mo
：
0.5
～
3.0
％，
Ti
：
0.1
～
0.5
％，
V
：
0.1
～
1.0
％，0＜
Cu≤4.0
％，
Re
：
0.01
～
0.1
％；余量为
Fe
和不可避免的杂质，并且
Mn/C≥10。3.
如权利要求1或2所述的高碳高锰奥氏体钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，
P≤0.03
％，
S≤0.03
％
。4.
如权利要求1或2所述的高碳高锰奥氏体钢，其特征在于，其屈服强度
≥500MPa
，抗拉强度
≥800MPa
，延伸率
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮亮，梅峰，陆华，顾晔，谢玉，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：