【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料，具体为一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢及方法。
技术介绍
1、高碳铬轴承钢，因其较低的合金含量以及优良的硬度、耐磨性等力学性能，得到了广泛的应用。虽然轴承钢具有优异的力学性能，但是其耐腐蚀性与未来理想的轴承钢还有一定的差距。因其有较高的含碳量以及较少的合金元素，抵抗氯离子侵蚀的能力较弱。在服役环境中氯离子侵蚀而引起的轴承钢腐蚀失效是常见的失效形式，尤其在海洋船舶以及含氯环境中。截至目前，对其腐蚀行为影响的研究报道较少。因此，仍需继续研发一种有效改善轴承钢耐腐蚀性的方法，以保证轴承钢在未来服役过程中的可靠性。
2、以往的研究方法主要集中在激光表面处理、离子注入、喷涂技术、气相沉积、化学热处理等方面，来提高耐腐蚀性能，但这种方法存在耗时、耗能、变形及自动化程度低等缺点。因此开发具有更好耐蚀性的高碳铬轴承钢具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢及方法，经过cu元素微合金化后，其硬度得到提高的同时，耐氯离子腐蚀性能也得到进一步提高，为达到所需性能，需要对高碳铬轴承钢进行热处理以进行组织调控。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，具体步骤如下：
3、s1在保护气氛下，将高碳铬轴承钢与cu粉混合，进行真空电弧熔炼，得到高碳铬轴承钢试样；
4、s2对高碳铬轴承钢试样进行热处理
5、进一步的，s1中，以质量百分比计，高碳铬轴承钢的成分包括c 0.95～1.05％，cr
6、1.40～1.60％，mn 0.25～0.45％，si 0.15～0.35％，cu≤0.25％，余量为fe以及不可避免的杂质元素。
7、进一步的，s2中，服役状态下添加cu元素的高碳铬轴承钢中，cu元素的添加量为0.036％～0.11％。
8、进一步的，s1中，在氩气气氛下，将退火态的高碳铬轴承钢和cu粉混合，进行三次真空电弧熔炼，得到cu元素均匀分布的高碳铬轴承钢试样。
9、进一步的，s2中，所述热处理步骤包括：退火、打磨、淬火、清洗、回火。
10、进一步的，s2中，所述退火为球化退火，具体为：770℃-790℃保温30min-60min，降温至680℃，保温30min-60min，降温至650℃出炉空冷至室温；
11、所述淬火具体为：830℃-850℃，保温时间根据高碳铬轴承钢试样的直径决定。
12、所述回火温度为160℃-180℃。
13、进一步的，所述淬火的保温时间为每1mm直径保温1.5分钟。
14、本专利技术还提供一种耐氯离子腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢，将高碳铬轴承钢与cu粉混合重熔后得到服役状态下添加cu元素的高碳铬轴承钢，其中，
15、以质量百分比计，高碳铬轴承钢的成分包括c 0.95～1.05％，cr 1.40～1.60％，mn0.25～0.45％，si 0.15～0.35％，cu≤0.25％，余量为fe以及不可避免的杂质元素；
16、服役状态下添加cu元素的高碳铬轴承钢中cu元素的添加量为0.036％-0.11％。
17、进一步的，所述重熔为保护气氛下进行多次真空电弧熔炼。
18、进一步的，将退火态的高碳铬轴承钢与cu粉混合重熔得到服役状态下添加cu元素的高碳铬轴承钢。
19、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
20、本专利技术提供一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，通过cu元素的微合金化作用，使得高碳铬轴承钢晶粒尺寸得到细化，在铸态时奥氏体晶粒尺寸由添加cu元素前的13.5μm细化至11.90μm；使高碳铬轴承钢的显微维氏硬度得到提高，在铸态时由863hv升高到873hv-897hv，使高碳铬轴承钢在3.5％nacl氯离子溶液中的耐蚀性能得到提高；进一步热处理后，高碳铬轴承钢的晶粒尺寸由添加cu元素前的14.15μm细化至13.20μm，高碳铬轴承钢的显微维氏硬度由826hv提高至832hv-852hv；
21、综上，铜是提高耐腐蚀性能最为有效的合金元素之一，铜添加在钢中，通过固溶强化的作用，增强钢的耐腐蚀能力，提高钢的耐磨性；其提升钢材腐蚀性能的原因是加入cu元素后，在腐蚀层能够形成一层致密的钝化膜，在被腐蚀的过程中，起到保护的作用，可以有效减缓或阻止腐蚀介质继续向内侵蚀，进而降低电化学腐蚀速率。本专利技术制备方法简单，较易实现自动化制备，制得的耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的耐氯离子腐蚀性较好，且具有优良的硬度、耐磨性等力学性能，可以适用于海洋船舶以及含氯环境中。
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1.一种耐腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，S1中，以质量百分比计，高碳铬轴承钢的成分包括C 0.95～1.05％，Cr 1.40～1.60％，Mn 0.25～0.45％，Si 0.15～0.35％，Cu≤0.25％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，S2中，服役状态下添加Cu元素的高碳铬轴承钢中，Cu元素的添加量为0.036％～0.11％。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，S1中，在氩气气氛下，将退火态的高碳铬轴承钢和Cu粉混合，进行三次真空电弧熔炼，得到Cu元素均匀分布的高碳铬轴承钢试样。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，S2中，所述热处理步骤包括：退火、打磨、淬火、清洗、回火。
6.根据权利
7.根据权利要求6所述的一种耐腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，所述淬火的保温时间为每1mm直径保温1.5分钟。
8.一种耐氯离子腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢，其特征在于，将高碳铬轴承钢与Cu粉混合重熔后得到服役状态下添加Cu元素的高碳铬轴承钢，其中，
9.根据权利要求8所述的一种耐氯离子腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢，其特征在于，所述重熔为保护气氛下进行多次真空电弧熔炼。
10.根据权利要求8所述的一种耐氯离子腐蚀重熔添加Cu元素的高碳铬轴承钢，其特征在于，将退火态的高碳铬轴承钢与Cu粉混合重熔后得到服役状态下添加Cu元素的高碳铬轴承钢。
...【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，s1中，以质量百分比计，高碳铬轴承钢的成分包括c 0.95～1.05％，cr 1.40～1.60％，mn 0.25～0.45％，si 0.15～0.35％，cu≤0.25％，余量为fe以及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，s2中，服役状态下添加cu元素的高碳铬轴承钢中，cu元素的添加量为0.036％～0.11％。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，s1中，在氩气气氛下，将退火态的高碳铬轴承钢和cu粉混合，进行三次真空电弧熔炼，得到cu元素均匀分布的高碳铬轴承钢试样。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀重熔添加cu元素的高碳铬轴承钢的制备方法，其特征在于，s2中，所述热处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜凤阳，楚玉敏，王俊勃，思芳，杨敏鸽，刘江南，董利军，史迎建，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：
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