一種高耐磨高錳鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐磨高錳鋼及其制備方法及其制備方法，該耐磨高錳鋼按重量百分比由以下組分組成：Mn6.0-14.0；C1.00-1.25；Si0.45-0.60；S≤0.03；Cr1.8-2.2；Ti0-2.0；Mo0-1.0；Fe80.0-90.0。制備方法，包括以下步驟：A、熔煉：將Mn、C、Si、P、S、Cr、Ti、Mo、Fe加入到爐內(nèi)進行熔煉；B、變質(zhì)處理：采用變質(zhì)劑對步驟A中的熔煉液體進行變質(zhì)處理C、澆注成型：將步驟B中的熔煉液體加入鑄模中成型，得到初品；D、熱處理：對步驟C中的初品進行水韌處理，然后在250℃-800℃下進行時效處理。本發(fā)明的目的是提供一種高韌性、高強度、高耐磨，長壽命高錳鋼的制備方法。
【專利說明】一種高耐磨高錳鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨耐沖擊高錳鋼，本發(fā)明還涉及一種制備該耐磨耐沖擊鋼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]Mnl3是高錳耐磨鋼，是抵抗強沖擊、磨損材料中的最常用材料之一。高錳鋼最大的特點有兩個:一是外來沖擊越大，其自身表層耐磨性越高；二是隨著表面硬化層的逐漸磨損，新的加工硬化層會連續(xù)不斷形成。特別適用于沖擊磨料磨損和高應(yīng)力碾碎磨料磨損工況，常用于制造球磨機襯板，錘式破碎機錘頭，顎式破碎機顎板，圓錐破碎機軋白壁、破碎壁，挖掘機斗齒、斗壁，鐵道道岔，拖拉機和坦克的履帶板等抗沖擊、抗磨損的鑄件。高錳鋼還用于防彈鋼板，保險箱鋼板等。
[0003]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，機械勞動的強度也越來越大，材料的使用壽命成為重要的影響因素，因此對材料的 要求也越來越高，這也就迫切需要一種更長使用壽命的材料來替代現(xiàn)有材料。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中由于高錳鋼的配方和制備方法上的特性，不能進行熱處理強化，熱處理之后，組織內(nèi)部的片狀碳化物沿晶界析出，使鑄件變脆，大幅度降低韌性，嚴重縮短材料的使用壽命。材料學基本知識指出，如果在熱處理過程中碳化物以晶內(nèi)析出代替沿晶析出，以球狀顆粒代替片狀網(wǎng)絡(luò)，形成一種高硬度第二相質(zhì)點彌散在高韌性基體的組織，就會大幅度提高材料的硬度和使用壽命。基于這種理論制備了該種高錳鋼材料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有高錳鋼不能熱處理強化的缺陷，提供一種易于制備，韌性良好，耐磨性高，壽命長的高錳鋼；同時提供制備該高錳鋼的方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下方案:
[0007]—種能熱處理的耐磨高錳鋼，其特征在于按重量百分比由以下組分組成:
[0008]Mn 6.0-14.0
C 1.00-1.25
Si 0.45-0.60
S <0.03
P <0.03
Cr 1.8-2.2
Ti 0-2.0
Mo 0-1.0
稀土 0-0.5
Fe 80.0-90.0 。
[0009]如上所述的一種高耐磨高錳鋼，其特征在于按重量百分比由以下組分組成:
[0010]
Mn 12.0-14.0
C 1.00-1.25
Si 0.45-0.60
P <0.03
S <0.03
Cr 1.8-2.2
Ti 0-2.0
Mo 0-1.0
稀土 0-0.5
Fe 80.0-84.0。
[0011]本發(fā)明是一種制備 如上所述耐磨高錳鋼的方法，其特征包括以下步驟:
[0012]A、熔煉
[0013]將Mn、C、S1、P、S、Cr、T1、Mo、Fe加入到爐內(nèi)進行熔煉；
[0014]B、變質(zhì)處理[0015]采用變質(zhì)劑對步驟A中的熔煉液體進行變質(zhì)處理
[0016]C、澆注成型
[0017]將步驟B中的熔煉液體加入鑄模中成型，得到初品；
[0018]D、熱處理
[0019]對步驟C中的初品進行水韌處理，然后在250°C -800°C下進行時效處理。
[0020]如上所述制備方法，其特征I是所述的變質(zhì)劑由Re5%，Til5%，Ca5%，V0.5-2%,MoO-2%, Mgl5%, Fe56-60%組成，所述變質(zhì)劑的用量為鋼液重量的0.2-0.5%。特征2是改變了常見高錳鋼在250°C -800°C下不能進行時效處理的特點(熱處理后在晶界形成網(wǎng)狀析出而使韌性降低)，所述高錳鋼在250°C -800°C下進行時效處理后，在晶內(nèi)析出球形硬質(zhì)顆粒見圖1，同時增加了材料的韌性、強度和耐磨性。
[0021]綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)其有益效果是:
[0022]本發(fā)明在鑄造過程中加入自制變質(zhì)劑，進行變質(zhì)處理，再通過本發(fā)明技術(shù)方案中的熱處理工藝對材料進行水韌處理，改善材料組織，使材料在晶粒內(nèi)部生成球狀碳化物見圖2，而不會在晶界形成片狀的碳化物網(wǎng)絡(luò)，這樣的組織使材料的韌性、強度和耐磨性有所增加，從而延長材料的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為耐磨耐沖擊鋼的顯微組織示意圖之一；
[0024]圖2為耐磨耐沖擊鋼的顯微組織示意圖之一。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步描述:
[0026]實施例1
[0027]本發(fā)明高耐磨高錳鋼，按重量百分比由以下組分組成:
[0028]
Mn 6.0%
C 1.00%
[0029]
Si 0.45%
S <0.03%
Cr 1.8%
Fe 81.2%。
[0030]制備方法，包括以下步驟:
[0031]A、熔煉
[0032]將Mn、C、S1、P、S、Cr、T1、Mo、Fe加入到爐內(nèi)進行熔煉；
[0033]B、變質(zhì)處理[0034]采用變質(zhì)劑對步驟A中的熔煉液體進行變質(zhì)處理
[0035]C、澆注成型
[0036]將步驟B中的熔煉液體加入鑄模中成型，得到初品；
[0037]D、熱處理
[0038]對步驟C中的初品進行水韌處理，然后在250°C _800°C下進行時效處理。
[0039]實施例2
[0040]本發(fā)明高耐磨高錳鋼，按重量百分比由以下組分組成:
[0041]
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種高耐磨高錳鋼，其特征在于按重量百分比由以下組分組成:
Mn
6.0-14.0%
C1.00-1.25%
Si0.45-0.60%
P≤0.03%
S≤0.03%
Cr1.8-2.2%
Ti0-2.0%
Mo0-1.0%
Fe
80.0-90.0% 。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種高耐磨高錳鋼，其特征在于按重量百分比由以下組分組成:
Mn 12.0-14.0%
C 1.00-1.25%
Si0.45-0.60%
P≤0.03%
S≤0.03%
Cr1.8-2.2%
Ti0-2.0%
Mo 0-1.0%
Fe 80.0-84.0% 。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2所述高耐磨高錳鋼的方法，其特征在于包括以下步驟:A、熔煉將Mn、C、S1、P、S、Cr、T1、Mo、Fe加入到爐內(nèi)進行熔煉；B、變質(zhì)處理采用變質(zhì)劑對步驟A中的熔煉液體進行變質(zhì)處理C、澆注成型將步驟B中的熔煉液體加入鑄模中成型，得到初品；D、熱處理對步驟C中的初品進行水韌處理，然后在250°C -800°c下進行時效處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述的變質(zhì)劑由Re5%，Til5%，Ca5%，V0.5-2%，MoO-2%，Mgl5% ，F(xiàn)e56-60%組成，所述變質(zhì)劑的用量為鋼液重量的0.2-0.5%。
【文檔編號】C22C33/04GK103451546SQ201210596516
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】李強, 陳春玲, 馬明杰, 李雷 申請人:河南理工大學