Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼及其制備方法
【專利摘要】一種Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼及其制備方法，屬于耐磨材料【技術領域】。先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量分數控制在0.60～70％C,2.8～3.1％Mn,1.2～1.5％Si,0.8～1.2％Cr,0.0015～0.005％B,S<0.05％,P<0.06％,余量Fe。當鋼水溫度達到1600～1620℃時，加入占爐內鋼水質量分數0.06～0.09％的金屬鋁，保溫2～3分鐘后出爐到澆包，澆包內預先加入顆粒尺寸6～12mm，并經200～260℃預熱50～80分鐘的多元復合變質劑，鋼水澆注成鑄件后，經退火、噴霧淬火和回火后，可獲得性能優異的奧貝組織。
【專利說明】Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明公開了一種奧貝耐磨鑄鋼及其制備方法，特別涉及一種Mn-Si-B奧貝耐磨 鑄鋼及其制備方法，屬于耐磨材料【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 奧貝鑄鋼具有良好的強韌性和優異的耐磨性，已在工業生產中獲得了廣泛應用。 中國發明專利CN 1265430A公開了奧貝馬鋼及其制備方法，奧貝馬鋼化學成分為：0.05? I. 5% C，0. 5 ?3· 0%Μη，0 ?I. 5% Cr，0. 3 ?2. 6% Si，0. 1 ?I. 2%M〇,0 ?0· 08% B，0 ? 0. 08%稀土，以及0?0. 05% Nb或0?I. 2% V或0?0. 09% Ti,余量鐵和不可避免的 雜質元素。具有良好的綜合性能，高強度、高硬度、高韌性及好的可焊性。中國發明專利CN 1270238A還公開了一種拖拉機、推土機用低合金奧貝鋼履帶板，其特征是所述的履帶板材 料的化學成分為：C :0· 32 ?0· 42%，CrO. 8 ?2. 0%，Mn :1. 0 ?2. 0%，Si :0· 8 ?2. 0%，Ti : 0. 06?0. 1%，Re :0. 1?0. 2%，材料的金相組織為貝氏體和少量的奧氏體，是通過等溫淬 火獲得的。拖拉機、推土機用低合金奧貝鋼履帶板的熱處理方法，其特征是將履帶板加熱到 860?920°C，保溫20分鐘后，放入溫度為260?350°C的硝鹽槽中進行等溫淬火，并在這 一溫度下保溫40分鐘，最后在空氣中冷卻。中國發明專利CN 103266275A還公開了含硼高 硅鑄鋼材料及等溫淬火方法，各元素成分按重量百分比為：C :0. 75% ;B :0. 75%?2. 70% ; Ti :0. 2% ;Cr :0. 80%?1. 20% ;Si :2. 5% ;Mn :0. 50%?1. 50% ;Mo :0. 8% Ce :0. 04%? 0· 12%;A1 :0· 08%?0· 20%;Ca :0· 03%?0· 10%;V :0· 2%;P < 0· 05%，S < 0· 05%，余量 為Fe ;其中，B/C = 5. 0?6. 0，B/Ti = I. 8?2. 2。該發明提高了的綜合力學機能，提高了 使用壽命，降低了生產成本。中國發明專利CN1624181A還公開了一種強韌高硅鑄鋼及其制 造方法。其化學成分是（重量％ ) :〇· 5?I. 5C ;2· 0?3. 8Si ;0· 6?I. 2Cr ;0· 3?I. OMn ; 0· 002 ?0· 02B ;0· 025 ?0· 085Ca ;0· 03 ?0· 12Υ，0· 02 ?0· 12Ti ;0· 05 ?0· 14V，其余為 Fe和不可避免的微量雜質。該發明強韌高硅鑄鋼用電爐熔煉，先用廢鋼、硅鐵、鉻鐵、錳鐵 配料及用廢石墨電極或生鐵增碳，待鋼水熔化、爐前調整成分合格后，將溫度升至1600? 1650°C，加入占鋼水重量0. 12%?0. 25%的鋁脫氧，出爐前加入硅鈣合金，而后出爐；將釔 基稀土、硼鐵、鈦鐵和釩鐵置于澆包底部，用包內沖入法對鋼水復合變質處理；變質處理后， 對鋼水進行吹氬凈化處理，然后將鋼水澆注成鑄件；鑄件經退火、奧氏體化后，直接在溫度 為260?380°C的等溫鹽浴爐中等溫淬火，保溫時間1?3h，隨后空冷即可獲得強度高、韌 性好的高硅鑄鋼，完全可應用于重載、高可靠性的磨損領域。中國發明專利CN103243275A 還公開了一種貝氏體/馬氏體/奧氏體復相高強鋼的制備方法，其特征在于，包括如下步 驟：1)采用常規煉鋼工藝冶煉，鑄造、鍛造或軋制成各種鋼材，所述鋼材包含的組分及質量 百分比為：C :0· 02 ?0· 68wt% ;Mn :2. 00 ?4. 80wt% ;Si :0· 20 ?2. 50wt% ;Cr :0· 20 ? 1. 50wt% ;A1 :0· 01 ?I. OOwt% ;Ni :0· 01 ?I. 80wt% ;Mo :0· 01 ?I. 60wt% ;Cu :0· 01 ? 2. OOwt % ;Nb :0· 00 ?0· 08wt % ;V :0· 00 ?0· 12wt % ;Ti :0· 00 ?0· 05wt % ;P :0· 001 ? 0. 02wt% ;S :0. 001?0. 02wt% ;其余為Fe ;2)將上步得到的鋼材加熱至850?1050°C保 溫1?5小時；3)根據步驟1)中鋼材的成分，在冷卻介質中冷卻，冷卻至室溫?360°C，在 冷卻過程中得到部分貝氏體組織；4)再立即加熱至100?500°C進行分配處理，分配時間 為30?360分鐘，處理后空冷至室溫；5)將步驟4)得到的鋼材在100?360°C保溫30? 360分鐘。中國發明專利CN103060687A還公開了一種含硼化物的奧氏體-貝氏體耐磨合 金，其特征在于，所述耐磨合金由重量百分比為0. 3?1. 0%的C，1. 6?3. 0%的Si,0. 6? L 6% 的Μη，0 ?4. 0% 的 Cr，0. 2 ?0· 5% 的Mo,0. 1 ?L 0% 的 B，0. 1 ?L 0% 的 Ti，0. 05 ? 0. 15%的Ce,〈0. 04%的P，〈0. 04%的S，余量Fe組成。上述含硼化物的奧氏體-貝氏體耐磨 合金的鑄造方法，其特征在于，包括以下具體步驟：1)將廢鋼、硅鐵、鉻鐵、錳鐵、鑰鐵稱量 后置入電爐進行鋼液熔煉，爐料熔清后用增碳劑調節碳含量；2)當鋼液溫度升高到1580? 1600°C后插鋁一次脫氧，鋁的加入量為鋼液重量的0. 15?0. 3% ;3)加入鈦鐵和硼鐵，鋼 液熔清扒渣后插鋁進行二次脫氧，之后出爐；4)將Ce基稀土合金破碎至粒度小于15_的 顆粒并經180?250°C烘干后置于澆包底部，采用包內沖入法對鋼液進行變質處理，變質處 理后的鋼液直接澆注成鑄件；5)將鑄件置于箱式電阻爐中，經850?1050°C條件下奧氏體 化0. 5?3小時；6)奧氏體化完成后，將鑄件取出直接置入溫度為200?400°C的等溫鹽浴 爐中進行等溫淬火〇. 5?4小時后，將鑄件取出，空冷后獲得含硼化物的奧氏體-貝氏體耐 磨合金；其中鹽浴采用質量分數為50 %的硝酸鉀和50 %的亞硝酸鈉配比而成。中國發明 專利CN102747299A還公開了一種高寒地區鐵路轍叉新一代高性能貝氏體耐磨鋼及制造方 法，將含有（重量百分比％ )C :0· 2 - 0· 4, Si :1. 0 - 3. 0, Mn :0· 5 - L 0, Cr :0· 5 - 2. 0， Mo :0· 2 - I. 0，Ni :0· 2 - I. 0，RE :0· 01 - 0· 1，P 彡 0· 03，S 彡 0· 03 以及其 V、Ti 中的一種 或兩種元素用電弧或中頻或工頻電爐冶煉，澆成鋼錠，經軋制和鍛造或軋制成型后，經正火 或退火處理再于200 - 400°C回火，或鍛后于200 - 400°C回火后的制成鐵路轍叉或鋼軌、 鐵路尖軌。鐵路產品其最終組織為貝氏體/殘余奧氏體，硬度大于35HRC，強度彡1200MPa， 常溫沖擊強度ak達到80 - 120J/cm2, 一 40°C時達到40 - 60J/cm2,試件臺架實驗疲勞壽 命大于2X 106次。中國發明專利CN101045972還公開了一種貝氏體耐磨鑄鋼襯板及其制 造方法。該鑄鋼襯板的成分質量比（wt. % )為：C :0. 45?0. 55% ;Si :1. 6?2. 0% ;Mn : 2. 8?3. 3% ;P < 0. 06% ;S < 0. 04% ;余為Fe。其制造方法是利用中頻感應電爐熔煉結 合真空實型鑄造工藝制備出鑄鋼襯板；然后采用控制冷卻熱處理工藝對襯板進行熱處理以 獲得貝氏體復相組織；最后進行低溫回火。所制備的襯板組織主要為針狀貝氏體及少量馬 氏體和殘余奧氏體，襯板的硬度值在HRC53?55,沖擊韌性a k值在22?27J/cm2,具有非 常好的強韌性配合和綜合性能。在金屬礦山、水泥磨機上工業應用結果表明該發明制備的 貝氏體耐磨鑄鋼襯板的壽命是原高錳鋼襯板的1. 5?2. 0倍。中國發明專利CN1721565還 公開了含有5?15%穩定殘余奧氏體的全貝氏體鋼轍叉及其制造工藝，其合金鋼的主要元 素是C、Si、Mn和Mo,其余為Fe和不可避免的雜質，并且進行稀土凈化處理。在上述元素基 礎上加上一種或一種以上Ni、Cr、Nb、V、Ti等元素。翼軌制造主要工藝為轉爐冶煉、連鑄鋼 坯、乳制翼軌、空氣中自然冷卻或加速冷卻至貝氏體轉變溫度后空冷至室溫、下料、殘奧穩 定化處理、矯直精整；心軌制造主要工藝為電弧爐冶煉、鑄造鋼錠、鍛造或軋制開坯、鍛造成 型，空冷或加速冷卻至貝氏體轉變溫度后空冷至室溫，正火或等溫處理、殘奧穩定化處理和 精整加工。該轍叉的翼軌、心軌均采用貝氏體鋼制造，含有5?15%的穩定殘余奧氏體組 織，具有同等的使用壽命；實現了與貝氏體鋼軌、珠光體鋼軌之間的焊接，有利于跨區間無 縫線路的鋪設和鐵路運輸的提速平穩運行。
[0003] 但是上述奧貝耐磨鋼多數要采用污染環境的等溫鹽浴淬火處理，不僅易腐蝕工 件，而且明顯損害操作工人的健康。而非等溫鹽浴淬火的奧貝鋼心部易出現低硬度的珠光 體，會降低材料耐磨性能。


【發明內容】

[0004] 本發明目的是以廉價的錳、硅、硼為主要合金元素，結合微合金復合變質處理技 術，并采用噴霧冷卻，使冷卻速度控制在16?20°C /分鐘，即可獲得性能優異的奧貝組織。
[0005] 本發明目的可以通過以下技術措施來實現。
[0006] 本發明Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼的制備工藝步驟是：
[0007] ①先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量分數控制在0.60? 70 % C，2. 8 ?3.1 % Mn, 1.2 ?1.5 % Si, 0.8 ?1.2 % Cr, 0.0015 ?0.005 % B，S〈0. 05%，P〈0. 06%，余量Fe。當鋼水溫度達到1600?1620°C時，加入占爐內鋼水質量 分數0. 06?0. 09%的金屬鋁，保溫2. 0?3. 0分鐘后出爐到澆包，澆包內預先加入顆粒尺 寸6?12mm，并經200?260°C預熱50?80分鐘的多元復合變質劑，多元復合變質劑加入 量占進入鋼包內鋼水質量分數的1. 3?1. 6%，多元復合變質劑由質量分數23?28%的鑰； 氮合金、1. 8?2. 0%的硼鐵、32?37%的稀土硅鐵合金、5. 5?8. 0%的鈦鐵、17?20%的 硅鈣鋇合金、3?4%的金屬鋯、2. 0?2. 5%的金屬鋅和5. 0?6. 5%的銅鎂合金組成。鋼 水經復合變質處理后進行扒渣，當鋼水溫度降至1490?1520°C時，將鋼水澆入鑄型。
[0008] ②當澆入鑄型中的鋼水溫度降至650?800°C時，開箱取去鑄件，清理澆冒口，隨 后將鑄件重新加熱至930?950°C，保溫3?4小時后，爐冷至溫度550?580°C時，重新將 鑄件加熱至960?980°C，保溫2?3小時后，將鑄件噴霧淬火，并使鑄件淬火冷卻速度控制 在16?20°C /分鐘，當鑄件表面溫度降至280?330°C時，繼續將淬火冷卻后的鑄件重新 入爐加熱至450?480°C，保溫6?8小時后，爐冷至溫度低于180°C時，出爐空冷至室溫， 即可獲得Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼產品。
[0009] 如上所述f凡氮合金的化學組成質量分數％為：77?81V, 14. 0? 18. ON, ^ 6. 0C, ^ 0. 06P, ^ 0. 10S〇
[0010] 如上所述硼鐵的化學組成質量分數％為：19. 0?21. 0B,彡0. 5C,彡2Si,彡0. 5A1, 彡 0· 01S,彡 0· 1P,余量 Fe。
[0011] 如上所述稀土硅鐵合金的化學組成質量分數％為：27. 0?30. ORE, 38. 0? 42. OSi,〈3. OMn,〈5. OCa,〈3. OTi,余量為 Fe。
[0012] 如上所述鈦鐵的化學組成質量分數％為：38?42Ti，〈7.0Al，〈2.5Si，〈0.02P，〈0. 20Cu,〈0· 10C,〈0· 02S,〈2. 5Mn,余量 Fe。
[0013] 如上所述娃I丐鋇合金的化學組成質量分數％為：40?45Si, 10?12Ca, 10? 12Ba,彡 0· 8C,彡 0· 04P,彡 0· 06S,余量為 Fe。
[0014] 如上所述銅鎂合金的化學組成質量分數％為：70?85Cu, 15?30Mg。
[0015] 本發明Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量 分數控制在 〇· 60 ?70 % C, 2. 8 ?3. 1 % Mn, 1. 2 ?1. 5 % Si, 0· 8 ?1. 2 % Cr, 0· 0015 ? 0. 005% B，S〈0. 05%，P〈0. 06%，余量Fe。其中，碳含量控制在0. 60?70% C，主要是為 了提高鑄鋼硬度和耐磨性，另外，加入2. 8?3. I % Mn,主要是為了提高淬透性，與硼復合加 入，有利于獲得貝氏體基體組織，加入1. 2?I. 5% Si,主要是為了利用硅固溶于基體，從而 可以起固溶強化作用。另外，還加入0.8?1.2% Cr,既可以提高淬透性，還可以提高鋼的抗 回火穩定性。當鋼水溫度達到1600?1620°C時，加入占爐內鋼水質量分數0. 06?0. 09% 的金屬鋁，主要起脫氧和凈化鋼水作用。保溫2. 0?3. 0分鐘后出爐到澆包，澆包內預先加 入顆粒尺寸6?12mm，并經200?260°C預熱50?80分鐘的多元復合變質劑，多元復合 變質劑加入量占進入鋼包內鋼水質量分數的1. 3?1. 6%。本發明加入的多元復合變質劑 由質量分數23?28%的釩氮合金、1. 8?2. 0 %的硼鐵、32?37%的稀土硅鐵合金、5. 5? 8. 0%的鈦鐵、17?20%的硅鈣鋇合金、3?4%的金屬鋯、2. 0?2. 5%的金屬鋅和5. 0? 6. 5%的銅鎂合金組成。可以起細化晶粒，改善夾雜物的形態和分布作用，從而可大幅度提 1?鋼的性能。
[0016] 此外，本發明Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼當澆入鑄型中的鋼水溫度降至650?800°C 時，開箱取去鑄件，清理澆冒口，隨后將鑄件重新加熱至930?950°C，保溫3?4小時后， 爐冷至溫度550?580°C。這有三個方面的作用，其一是為了消除鑄造應力，其二是為了細 化晶粒，其三是為了獲得珠光體基體，在隨后的淬火過程中，易實現奧氏體化，有利于淬火 后獲得全奧貝組織。退火后的鑄件重新熱至960?980°C，保溫2?3小時后，將鑄件噴霧 淬火，并使鑄件淬火冷卻速度控制在16?20°C /分鐘，淬火冷卻速度低于16°C /分鐘，將 會出現低硬度的珠光體基體組織，而淬火冷卻速度超過20°C /分鐘，則會獲得脆性的馬氏 體基體，只有當淬火冷卻速度控制在16?20°C /分鐘時，才能獲得綜合性能優異的奧貝組 織。當鑄件表面溫度降至280?330°C時，繼續將淬火冷卻后的鑄件重新入爐加熱至450? 480°C，保溫6?8小時后，爐冷至溫度低于180°C時，出爐空冷至室溫，主要是消除淬火應 力，穩定淬火組織，從而獲得高性能Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼產品。
[0017] 本發明與現有技術相比，具有以下特點：
[0018] 1)本發明產品不含鑰、鎳等貴重合金元素，具有較低的生產成本；
[0019] 2)本發明產品無需等溫淬火可獲得奧貝組織，具有明顯的改善環境效果；
[0020] 3)本發明產品硬度達56?58HRC，沖擊韌性a k值在30?35J/cm2,在金屬礦山、 水泥磨機上工業應用結果表明本發明制備的Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼襯板的壽命是原高錳 鋼襯板的3. 0?4. 0倍。

【具體實施方式】
[0021] 以下結合實施例對本發明做進一步詳述，但本發明并不限于以下實施例。
[0022] 實施例1 :
[0023] 采用500公斤中頻感應電爐熔煉本發明Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼，具體制備工藝步 驟是：
[0024] ①先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量分數控制在0.62 % C, 2. 83% Mn, 1. 49% Si, 1. 18% Cr, 0· 002% B, 0· 037% S, 0· 051% P,余量 Fe。當鋼水溫度 達到1603°C時，加入占爐內鋼水質量分數0. 06%的金屬鋁，保溫3. 0分鐘后出爐到澆包，澆 包內預先加入顆粒尺寸6?12mm，并經260°C預熱50分鐘的多元復合變質劑，多元復合變 質劑加入量占進入鋼包內鋼水質量分數的1. 3%，多元復合變質劑由質量分數28%的釩氮 合金（釩氮合金的化學組成質量分數％為：77. 45V，17. 39N，5. 07C，0· 03P，0· 06S)、2· 0%的 硼鐵（硼鐵的化學組成質量分數％為：19. 06Β，(λ 35C，L 37Si，(λ 28Α1，(λ 008S，(λ 051Ρ，余 量Fe)、32%的稀土硅鐵合金（稀土硅鐵合金的化學組成質量分數％為：27. 08RE，38. OlSi， 1.671111，3.060&，1.8011，余量為？6)、5.5%的鈦鐵（鈦鐵的化學組成質量分數％為 ：40.65丁 i, 5· 28A1, I. 88Si, 0· 013P, 0· IlCu, 0· 052C, 0· 009S, I. 81Mn,余量 Fe)、20 % 的硅鈣鋇合金 (硅鈣鋇合金的化學組成質量分數％為：44. 82Si, 10. OlCa, 11. 84Ba, 0. 52C, 0. 027P, 0. 033 S，余量為Fe)、4%的金屬鋯、2.0%的金屬鋅和6. 5%的銅鎂合金（銅鎂合金的化學組成質 量分數％為：70Cu，30Mg)組成。鋼水經復合變質處理后進行扒渣，當鋼水溫度降至1493°C 時，將鋼水澆入鑄型。
[0025] ②當澆入鑄型中的鋼水溫度降至650?800°C時，開箱取去鑄件，清理澆冒口，隨 后將鑄件重新加熱至930°C，保溫4小時后，爐冷至溫度550°C時，重新將鑄件加熱至980°C， 保溫2小時后，將鑄件噴霧淬火，并使鑄件淬火冷卻速度控制在16?20°C /分鐘，當鑄件表 面溫度降至310?330°C時，繼續將淬火冷卻后的鑄件重新入爐加熱至480°C，保溫6小時 后，爐冷至溫度低于180°C時，出爐空冷至室溫，即可獲得Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼產品，其力 學性能見表1。
[0026] 實施例2 :
[0027] 采用500公斤中頻感應電爐熔煉本發明Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼，具體制備工藝步 驟是：
[0028] ①先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量分數控制在0.69 % C, 3. 08% Mn, L 22% Si, 0· 83% Cr, 0· 003% B, 0· 038% S, 0· 040% P,余量Fe。當鋼水溫度達 到1618 °C時，加入占爐內鋼水質量分數0. 09 %的金屬鋁，保溫2. 0分鐘后出爐到澆包，澆包 內預先加入顆粒尺寸6?12mm，并經200°C預熱80分鐘的多元復合變質劑，多元復合變質 劑加入量占進入鋼包內鋼水質量分數的1. 6%，多元復合變質劑由質量分數23 %的釩氮合 金（釩氮合金的化學組成質量分數％為：80.62￥，14.22乂5.07(：，0.04?，0.055)、1.8%的硼 鐵（硼鐵的化學組成質量分數％為：20. 91B，0· 27C，L 71Si，(λ 37A1，0· 005S，(λ 048P，余量 Fe)、37%的稀土硅鐵合金（稀土硅鐵合金的化學組成質量分數％為：29.801?，41.7451，2· 56Mn，4. 33Ca，I. 75Ti，余量為Fe)、8. 0%的鈦鐵（鈦鐵的化學組成質量分數％為：38. 55Ti ，5.73六1，2.075丨，0.012?，0.14(：11，0.080(：，0.0115,2.17]\111，余量？6)、19.7%的硅鈣鋇合金 (硅鈣鋇合金的化學組成質量分數％為：40. 08Si，IL 86Ca，KX 35Ba，0· 67C，(λ 029P，0· 038 S，余量為Fe)、3%的金屬鋯、2. 5%的金屬鋅和5.0%的銅鎂合金（銅鎂合金的化學組成質 量分數％為：85Cu，15Mg)組成。鋼水經復合變質處理后進行扒渣，當鋼水溫度降至1515°C 時，將鋼水澆入鑄型。
[0029] ②當澆入鑄型中的鋼水溫度降至650?800°C時，開箱取去鑄件，清理澆冒口，隨 后將鑄件重新加熱至950°C，保溫3小時后，爐冷至溫度580°C時，重新將鑄件加熱至960°C， 保溫3小時后，將鑄件噴霧淬火，并使鑄件淬火冷卻速度控制在16?20°C /分鐘，當鑄件表 面溫度降至300?320°C時，繼續將淬火冷卻后的鑄件重新入爐加熱至450°C，保溫8小時 后，爐冷至溫度低于180°C時，出爐空冷至室溫，即可獲得Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼產品，其力 學性能見表1。
[0030] 實施例3 :
[0031] 采用1000公斤中頻感應電爐熔煉本發明Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼，具體制備工藝步 驟是：
[0032] ①先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量分數控制在0.64 % C, 2. 97%Mn, L 39% Si, 0· 99%Cr, 0· 003%B, 0· 033% S, 0· 048%P,余量Fe。當鋼水溫度達 到1609°C時，加入占爐內鋼水質量分數0. 08%的金屬鋁，保溫2. 5分鐘后出爐到澆包，澆包 內預先加入顆粒尺寸6?12_，并經230°C預熱60分鐘的多元復合變質劑，多元復合變質 劑加入量占進入鋼包內鋼水質量分數的1. 5%，多元復合變質劑由質量分數26. 4%的釩氮 合金（釩氮合金的化學組成質量分數％為：79.06V，15.6(^，5.27(：，0.02?，0.055)、1.9%的 硼鐵（硼鐵的化學組成質量分數％為：20. 32B，0· 39C，L 44Si，(λ 28A1，0· 006S，(λ 055P，余 量Fe)、35%的稀土硅鐵合金（稀土硅鐵合金的化學組成質量分數％為：28. 26RE，39. 71Si， 2. 50Mn，3. 85Ca，2. 17Ti，余量為Fe)、7%的鈦鐵（鈦鐵的化學組成質量分數％為：41.06Ti， 5· 30A1, 2. 18Si, 0· 015P, 0· 15Cu, 0· 048C, 0· 009S, 2· 06Mn,余量 Fe)、18% 的硅鈣鋇合金（硅 鈣鋇合金的化學組成質量分數 ％ 為：42. 56Si, 10. 90Ca, 10. 82Ba, 0. 67C, 0. 032P, 0. 028S, 余量為Fe)、3. 5%的金屬鋯、2. 2%的金屬鋅和6. 0%的銅鎂合金（銅鎂合金的化學組成質 量分數％為：82Cu，18Mg)組成。鋼水經復合變質處理后進行扒渣，當鋼水溫度降至1503°C 時，將鋼水澆入鑄型。
[0033] ②當澆入鑄型中的鋼水溫度降至650?800°C時，開箱取去鑄件，清理澆冒口，隨 后將鑄件重新加熱至940°C，保溫4小時后，爐冷至溫度560°C時，重新將鑄件加熱至970°C， 保溫2小時后，將鑄件噴霧淬火，并使鑄件淬火冷卻速度控制在16?20°C /分鐘，當鑄件表 面溫度降至280?300°C時，繼續將淬火冷卻后的鑄件重新入爐加熱至460°C，保溫7小時 后，爐冷至溫度低于180°C時，出爐空冷至室溫，即可獲得Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼產品，其力 學性能見表1。
[0034] 表IMn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼力學性能
[0035]

【權利要求】
1. Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼的制備方法，其特征在于，步驟如下： ① 先在電爐內熔煉耐磨鑄鋼，將其化學成分及其質量分數控制在〇. 60?70 % C，2. 8? 3. 1% Μη, 1. 2 ?1. 5% Si, 0· 8 ?1. 2% Cr，0· 0015 ?0· 005% B，S〈0. 05%，Ρ〈0· 06%，余 量Fe。當鋼水溫度達到1600?1620°C時，加入占爐內鋼水質量分數0.06?0.09 %的金 屬鋁，保溫2. 0?3. 0分鐘后出爐到澆包，澆包內預先加入顆粒尺寸6?12mm，并經200? 260°C預熱50?80分鐘的多元復合變質劑，多元復合變質劑加入量占進入鋼包內鋼水質量 分數的1. 3?1. 6%，多元復合變質劑由質量分數23?28%的釩氮合金、1. 8?2. 0%的硼 鐵、32?37%的稀土硅鐵合金、5. 5?8. 0%的鈦鐵、17?20%的硅鈣鋇合金、3?4%的金 屬鋯、2. 0?2. 5 %的金屬鋅和5. 0?6. 5 %的銅鎂合金組成；鋼水經復合變質處理后進行 扒渣，當鋼水溫度降至1490?1520°C時，將鋼水澆入鑄型； ② 當澆入鑄型中的鋼水溫度降至650?800°C時，開箱取去鑄件，清理澆冒口，隨后將 鑄件重新加熱至930?950°C，保溫3?4小時后，爐冷至溫度550?580°C時，重新將鑄件 加熱至960?980°C，保溫2?3小時后，將鑄件噴霧淬火，并使鑄件淬火冷卻速度控制在 16?20°C /分鐘，當鑄件表面溫度降至280?330°C時，繼續將淬火冷卻后的鑄件重新入爐 加熱至450?480°C，保溫6?8小時后，爐冷至溫度低于180°C時，出爐空冷至室溫，即可 獲得Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼產品。
2. 按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述釩氮合金的化學組成質量分數％為： 77 ?81V, 14. 0 ?18. 0N,彡 6. 0C,彡 0. 06P,彡 0. 10S。
3. 按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述硼鐵的化學組成質量分數％為： 19. 0 ?21. 0B，彡 0· 5C，彡 2Si，彡 0· 5A1，彡 0· 01S，彡 0· 1P，余量 Fe。
4. 按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述稀土硅鐵合金的化學組成質量分 數％為：27· 0 ?30. ORE, 38. 0 ?42. OSi,〈3. OMn,〈5. OCa,〈3. OTi，余量為 Fe。
5. 按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述鈦鐵的化學組成質量分數％為：38? 42Ti，〈7. 0A1，〈2. 5Si，〈0· 02P，〈0· 20Cu，〈0· 10C，〈0· 02S，〈2. 5Mn，余量 Fe。
6. 按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述硅鈣鋇合金的化學組成質量分數％ 為：40 ?45Si, 10 ?12Ca, 10 ?12Ba,彡 0· 8C,彡 0· 04P,彡 0· 06S,余量為 Fe。
7. 按照權利要求1的制備方法，其特征在于，所述銅鎂合金的化學組成質量分數％為： 70 ?85Cu, 15 ?30Mg。
8. 按照權利要求1-7的任一方法制備得到的Mn-Si-B奧貝耐磨鑄鋼。
【文檔編號】C22C38/38GK104294184SQ201410506056
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】王開明, 符寒光, 屈銀虎, 雷永平, 李學藝, 李耳 申請人:北京工業大學