一种高硬度高韧性耐磨钢及其制备方法技术

本发明专利技术是一种高硬度高韧性耐磨钢，其特征在于其重量百分比组成为：C为1-1.5%，Si为0.2-0.5%，Mn为10-12%，Cr为1.3-1.5%，V为0.1-0.3%，Ti为0.05-0.2%，余量为Fe，所述钢具有稳定奥氏体组织，在冲击状态下达到高硬度高耐磨性的技术指标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种耐磨钢，特别是涉及ー种高硬度高韧性耐磨钢及其制备方法
技术介绍
高锰钢因具有一定的強度、高的韧性和优异的加工硬化性能而成为应用广泛的ー类耐磨钢。高锰钢包括了 Mnl3、Mnl7和Mn25系列耐磨钢，中锰钢通常是指Mn7系列耐磨钢。其中Mnl3系列耐磨钢是历史最久，应用最广泛的耐磨钢。虽然高锰钢仍在エ业上应用广泛，但使用者逐渐认识到高锰钢的局限性，并逐步改进为強化高锰钢，目前，高锰钢需在大的冲击功条件下才能很好地发挥加工硬化作用，且高锰钢失效形式多祥，表面的加工硬化层脆性较大，易开裂和剥落，应用范围受到限制；高铬铸铁硬度较高，具有优异的耐磨性，但生产成本高，易产生高温热处理变形开裂，不易在结构复杂或大型球磨机上使用；因此高锰钢经过一定处理工艺后，其综合性能达到使用要求，将成为球磨机衬板的发展方向。201010173583申请了ー种高锰钢，其锰、铬含量远高于本专利技术，为Mnl8型，并添加贵重金属钥、镍。
技术实现思路
本专利技术主要针对衬板材 料的成分优化研究，通过添加不同量稀土、钒钛对衬板材料(高锰钢)的成分进行优化冶炼，从而减少碳化物析出量；控制碳化物的析出形态；并通过细化晶粒、强化稳定奥氏体达到闻硬度闻磨损的技术指标。本专利技术是ー种高硬度高韧性耐磨钢，其特征在于其重量百分比组成为:C为1-1.5%, Si 为 0.2-0.5%, Mn 为 10-12%，Cr 为 1.3-1.5%, V 为 0.1-0.3%, Ti 为 0.05-0.2%,RE〈0.1%，余量为 Fe。其特征在于其重量百分比组成为:C为1.17%, Si为0.33%，Mn为10.8%，Cr为1.46%, V 为 0.23%, Ti 为 0.075%, RE〈0.1%，余量为 Fe。其特征在于其重量百分比组成为:C为1.34%，Si为0.43%，Mn为11.2%，Cr为1.34%, V 为 0.14%, Ti 为 0.145%, RE〈0.1%，余量为 Fe。其特征在于其重量百分比组成为:C为1.11%，Si为0.23%，Mn为10.8%，Cr为1.41%, V 为 0.18%, Ti 为 0.2%, RE〈0.1%，余量为 Fe。其特征在于，洛氏硬度为24-27HRC，冲击韧性为150-200J。第一歩:合金熔炼，控制其成分在如权利要求1-5所述的范围；第二步:合金浇注，浇注过程中控制冷却速度，避免开裂；第三歩:合金固溶处理，因有合金碳化物存在，采用的固溶温度为10800C -1100°C，加热过程中，400°C预热60min，720°C预热60min ;高锰钢导热系数较低，采用预热的措施是避免材料变形。第四步:采用水冷冷却，保证足够水量，避免冷却速度不够；在大規模生产中，如果装炉量大，会导致冷却过程中水温上升，水的冷却能力下降，不能得到完全的奥氏体组织，影响高锰钢的性能。本专利技术有以下优点:(I)它们的经济性较好，所采用的元素可较容易获得，且成本较低。(2)该方案合理的搭配钒、钛合金元素，其硬度性较不搭配钒、钛合金元素増加了10HRC、韧性较基样提高40J，耐磨性能提高20%。与当前的衬板材料生产方案相比，在性能上都较传统的衬板材料更为优化，且在生产中的可实施性很强。(3)通过电镜及能谱分析对原材料和成分优化后材料进行试样验证后，少量钒、钛的加入，会形成TiC及VC等化合物，所形成的奥氏体不但提高了材料的硬度，而且保证了材料的韧性。一、材料硬度测定材料洛氏硬度，硬度计为TH550型洛氏硬度计，测试标准为GB/T230.1-2004(所采用的仪器以及型号，取样和测试的国家标准)。ニ、冲击韧性测定采用摆锤式冲击试验机，冲击试验机型号JBNS-300，采用GB/T229-2007进行测定。(所采用的仪器以及型号，取样和测试的国家标准)。三、耐磨性测定采用往端面摩擦磨损实验机测试耐磨性，试验机型号MMU-10G，此实验为对比试验，将实验材料加工成同样形状 尺寸的试样，将另ー种高硬度材料加工成对磨试样，在同样的条件(载荷、时间)下进行对磨试验，根据失重量的大小判断材料的耐磨性能。(所采用的仪器以及型号，取样和测试的国家标准)。四、扫描电镜分析利用扫描电镜分析材料中组织。附图说明:图1为实施例1的电镜图；图2为实施例2的电镜图；图3为实施例3的电镜具体实施例方式下面结合具体的实施例对本专利技术做了进ー步的描述。实施例1ー种高硬度高韧性耐磨钢，其重量百分比组成为:C为1.17%，Si为0.33%，Mn为10。8%,Cr 为 1.46%, V 为 0.23%, Ti 为 0.075%, RE〈0.1%，余量为 Fe。实施例2ー种高硬度高韧性耐磨钢，其重量百分比组成为:C为1.34%，Si为0.43%，Mn为11.2%, Cr 为 1.34%, V 为 0.14%, Ti 为 0.145%, RE〈0.1%，余量为 Fe。实施例3ー种高硬度高韧性耐磨钢，其重量百分比组成为:C为1.11%，Si为0.23%，Mn为10.8%, Cr 为 1.41%, V 为 0.18%, Ti 为 0.2%, RE〈0.1%，余量为 Fe。实施例1-3的钎料合金进行熔化温度进行评估结果见表2表I实施例1-3的具体性能參数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度高韧性耐磨钢，其特征在于其重量百分比组成为：C为1?1.5%，Si为0.2?0.5%，Mn为10?12%，Cr为1.3?1.5%，V为0.1?0.3%，Ti为0.05?0.2%，RE<0.1%，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.ー种高硬度高韧性耐磨钢，其特征在于其重量百分比组成为:c为1-1.5%，Si为0.2-0.5%, Mn 为 10-12%, Cr 为 1.3-1.5%, V 为 0.1-0.3%, Ti 为 0.05-0.2%, RE〈0.1%，余量为Fe。2.如权利要求1所述的ー种高硬度高韧性耐磨钢，其特征在于其重量百分比组成为:C为 1.17%, Si 为 0.33%, Mn 为 10.8%, Cr 为 1.46%, V 为 0.23%, Ti 为 0.075%, RE〈0.1%，余量为Fe。3.如权利要求1所述的ー种高硬度高韧性耐磨钢，其特征在于其重量百分比组成为:C为 1.34%, Si 为 0.43%, Mn 为 11.2%, Cr 为 1.34%, V 为 0.14%, Ti 为 0.145%, RE〈0.1%，余量为Fe。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明远，周安若，吕俊杰，柳浩，范培耕，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：