【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐磨钢，更具体的说是一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢及其制备方法。
技术介绍
1、根据磨粒所受应力大小的不同，磨粒磨损可分为凿削式磨粒磨损、高应力碾碎式磨料磨损、中等应力冲击磨料磨损以及低应力擦伤式磨损。中等应力冲击磨料磨损遍布冶金，矿山，电力，农业，化工，建材及机械行业，如球磨机衬板、冲击破碎机护板等。每年仅水泥行业球磨机衬板的消耗量高达数百万吨。因此研究和开发适用于中等应力冲击磨料磨损工况的耐磨钢具有重要的经济和社会意义。鉴于组织硬度的增加能削弱磨料的显微切削行为，进而提升其耐磨性。早期关于中等应力冲击磨料磨损工况下耐磨钢的研究主要集中于提升材料的硬度，开发了高铬铸铁、低合金马氏体钢等。但是随着对中等应力冲击磨料磨损工况下构件失效机理研究的深入，适当提升材料的韧性，不仅能提升材料的耐磨性，更加能够增强构件的抗过载能力，减少过早断裂失效。如何匹配中等应力冲击磨料磨损工况下材料的硬度和韧性，成为耐磨材料领域研究的重点和热点。
2、中国专利cn113265580a公开了一种高氮高钒高铬耐磨合金及其制备方法。利用初生vc作为共晶相形核核心，减小m7c3型碳化物的尺寸和奥氏体枝晶臂间距，制备得到硬度值为62.2-63.5hrc，冲击韧性8.6—10.6j/cm2高氮高钒高铬合金。较传统高铬铸铁(56.5hrc，5.25j/cm2)硬度提升约10.1％-12.4％，冲击韧性提升了63.8％-100.1％。虽然冲击韧性有了显著地提升，但冲击韧性的绝对值依然较低，且添加大量的v，使得生产成本进一步的增加，不利于实际工程
3、中国专利cn105856725a公开了一种双金属贝氏体-马氏体复相耐磨衬板及其制备方法。采用双液双金属分层铸造工艺，通过常规的盐浴等温淬火热处理，得到内层硬度为55-57hrc，冲击韧性11-14j/cm2，外层硬度为45-50hrc，冲击韧性19-21j/cm2的复合衬板，实现衬板硬度和韧性的优良配合。但是该复合衬板的生产工艺复杂，成本较高。此外，带孔基体与嵌体的结合处受物料冲击易萌生裂纹而过早断裂，双金属衬板的使用安全性难以得到保障。
4、中国专利cn105856725a公开了一种高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板及制造方法。该钢采用两相区退火引入了一定量的残余奥氏体，保证了材料的韧性，同时控制析出了一定量超硬(ti,mo)c粒子，保证了材料的强度。制备得到抗拉强度为1000-1200mpa，延伸率为13％-20％，-20℃冲击吸收功大于40j,硬度值为360-450hb的马氏体/奥氏体双相耐磨钢。然而，该复相钢生产制备工艺包括熔炼、连铸、多道次轧制、两相区高温退火等，工艺路径复杂，制造成本相对较高，且不易成形较复杂的耐磨件。
5、本专利技术是针对中等应力冲击磨料磨损工况下现有金属材料硬度、韧性匹配性较低、生产成本较高的不足，通过优化合金成分，采取马氏体相变温度(ms)下等温淬火的工艺，获得以马氏体为主，辅以一定量亚稳态残余奥氏体的低合金钢。该低合金钢在保持高硬度的同时具有良好的韧性匹配，适用于中等应力冲击磨料磨损工况下耐磨件的制备。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢及其制备方法，目的是可以。
2、上述目的通过以下技术方案来实现：
3、一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，c：0.42-0.55％、si：2.0-2.8％、mn：0.4-0.9％、cr：
4、1.0-1.6％、ni:0.3-0.6％、mo：0.4-0.7％、cu：0.2-0.6％、al：0.5-1.0％、re：0.03-0.08％、p≤0.032％、s≤0.040％、余量为fe；并且、(mn+ni+cu)≤1.7％。
5、优选的，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，c：0.48％、si：2.5％、mn：0.7％、ni:0.5％、al：0.7％、cr：1.2％、mo：0.4％、cu：0.3％、re：0.03％、p：0.022％、s：0.030％和余量为fe。
6、采用上述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
7、s1、冶炼：将金属加入电炉冶炼，将出炉钢液置于盛钢桶中，得到待浇注钢液；
8、s2、铸造成型：所述待浇注钢液通过铸造工艺成型，凝固冷却得到铸件；
9、s3、正火：所得的铸件通过铸件清理系统进行清砂处理，然后送入热处理炉，加热，保温后，空冷至室温，得正火后的铸件；
10、s4、等温淬火：所述正火后的铸件重新加热，保温，然后送入盐浴炉中等温淬火保温，接着再次出炉空冷至室温，得到等温淬火后的铸件；
11、s5、回火：所述等温淬火后的铸件再次送入热处理炉，并加热到250℃保温，然后空冷至室温，即得高硬韧淬火-碳配分耐磨钢。
12、优选的，所述s3中加热至950-1020℃，保温时间为4-8h。
13、优选的，所述s4中重新加热的温度为940-980℃，保温时间为4-8h。
14、优选的，所述s4中送入盐浴炉中等温淬火的温度为235-265℃，保温时间为3-6h。
15、优选的，所述s5中，加热温度为250℃，且保温时间为12h。
16、优选的，所述s4的盐浴介质包括质量百分数的45％nano2和55％kno3。
17、优选的，所述s1中盛钢桶中的钢液用稀土合金做孕育变质处理。
18、所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法制备的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，应用在制造球磨机衬板或冲击破碎机护板中的中等应力冲击磨料磨损工况下使用的耐磨损件。
19、本专利技术一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢及其制备方法的有益效果为：
20、本专利技术的制备方法简单，易于控制，采用ms点以下等温淬火热处理的技术方案，通过快速冷却至马氏体相变温度以下并保温一段时间，使得马氏体中过饱和碳原子向残余奥氏体中扩散，获得以马氏体为主，辅以一定量亚稳态残余奥氏体的低合金钢。通过本专利技术所述合金成分及热处理工艺优化制备得到硬度为582hv，v型缺口冲击吸收能量为26.5j低合金铸钢，在硬度略低于传统马氏体耐磨钢(硬度-598hv，v型缺口冲击吸收能量-10.8j)的情况下，冲击韧性显著提升。
21、该耐磨铸钢以si、al、cr为主要合金元素，添加少量的mn、ni、cu、mo，适量re等合金元素，经正火、等温淬火、回火热处理后，可以获得以马氏体为主，辅以少量亚稳态奥氏体的复相组织。该复相组织在保持高硬度的同时具有良好的韧性，呈现良好的硬度、韧性配合，在硬度略低于水淬马氏体硬度的同时，其韧性显著高于水淬马氏体、高铬铸铁韧性，适用于制造中小型球磨机衬板、冲击破碎机护板等中等应力冲击磨料磨损工况下的耐磨损件。与此同时，生产成本低廉，具有更广泛的应用前景。
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1.一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，其特征在于，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，C：0.42-0.55％、Si：2.0-2.8％、Mn：0.4-0.9％、Cr：1.0-1.6％、Ni:0.3-0.6％、Mo：0.4-0.7％、Cu：0.2-0.6％、Al：0.5-1.0％、RE：0.03-0.08％、P≤0.032％、S≤0.040％、余量为Fe；并且、(Mn+Ni+Cu)≤1.7％。
2.根据权利要求1所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，C：0.48％、Si：2.5％、Mn：0.7％、Ni:0.5％、Al：0.7％、Cr：1.2％、Mo：0.4％、Cu：0.3％、RE：0.03％、P：0.022％、S：0.030％和余量为Fe。
3.一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述S3中加热至950-1020℃，保温时间为4-8h。
5.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-
6.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述S4中送入盐浴炉中等温淬火的温度为235-265℃，保温时间为3-6h。
7.根据权利要求1所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述S5中，加热温度为250℃，且保温时间为12h。
8.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述S4的盐浴介质包括质量百分数的45％NaNO2和55％KNO3。
9.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述S1中盛钢桶中的钢液用稀土合金做孕育变质处理。
10.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，C：0.42-0.55％、Si：2.0-2.8％、Mn：0.4-0.9％、Cr：1.0-1.6％、Ni:0.3-0.6％、Mo：0.4-0.7％、Cu：0.2-0.6％、Al：0.5-1.0％、RE：0.03-0.08％、P≤0.032％、S≤0.040％、余量为Fe；并且(Mn+Ni+Cu)≤1.7％。
11.采用权利要求3至10任意一项所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法制备的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，应用在制造球磨机衬板或冲击破碎机护板中的中等应力冲击磨料磨损工况下使用的耐磨损件。
...【技术特征摘要】
1.一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，其特征在于，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，c：0.42-0.55％、si：2.0-2.8％、mn：0.4-0.9％、cr：1.0-1.6％、ni:0.3-0.6％、mo：0.4-0.7％、cu：0.2-0.6％、al：0.5-1.0％、re：0.03-0.08％、p≤0.032％、s≤0.040％、余量为fe；并且、(mn+ni+cu)≤1.7％。
2.根据权利要求1所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢，所述高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的化学成分及其质量含量为，c：0.48％、si：2.5％、mn：0.7％、ni:0.5％、al：0.7％、cr：1.2％、mo：0.4％、cu：0.3％、re：0.03％、p：0.022％、s：0.030％和余量为fe。
3.一种高硬韧淬火-碳配分耐磨钢制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述s3中加热至950-1020℃，保温时间为4-8h。
5.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-碳配分耐磨钢的制备方法，所述s4中重新加热的温度为940-980℃，保温时间为4-8h。
6.根据权利要求3所述的高硬韧淬火-...
【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，李卫，涂小慧，张鹏，王启伟，王永喆，于鹤龙，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：
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