本發明屬于冶金領域，具體涉及一種低合金鋼及其熱處理方法與澆筑方法。
背景技術：
：合金元素總量小于5％的合金鋼叫做低合金鋼。低合金鋼是相對于碳鋼而言的，是在碳鋼的基礎上，為了改善鋼的一種或幾種性能，而有意向鋼中加入一種或幾種合金元素。加入的合金量超過碳鋼正常生產方法所具有的一般含量時，稱這種鋼為合金鋼。當合金總量低于5％時稱為低合金鋼。合金含量在5-10％之間稱為中合金鋼；大于10％的稱為高合金鋼。中國鋼產量已突破6億噸，鋼材數量不再是主要矛盾，鋼材品種結構不合理的矛盾十分突出。當前行業的主要任務是努力提高產品的市場競爭力，站在可持發展的新起點上，把大力開發低合金鋼列入發展戰略的重要內容。許多普鋼企業在鋼材品種結構調整和編制科技發展規劃中，已意識到低合金鋼生產是提高產品技術含量和附加值的關鍵。現有的低碳合金鋼材料的綜合力學性能較好，不易出現繃斷的情況，但是硬度一般只有HRC50左右，則在使用一段時間后，低合金鋼材料的磨損比較嚴重，在高強度作業下，一般2-3個月就會因磨損更換零件，而如果使用硬度更高的高含量合金材料，雖然具有較好的耐磨性能，但是綜合力學性能較差，較高硬度導致其脆性也較大，使用時極容易繃斷。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種低合金鋼及其熱處理方法與澆筑方法，以提高低合金鋼的硬度和耐磨損性能。本發明的上述目的是通過下面的技術方案得以實現的：一種低合金鋼，包括以下重量百分比的成分：C：0.45-0.65％，Mn：0.65-0.85％，Cr：0.2-0.4％，V：0.15-0.25％，Mo：0.45-0.55％，Re：0.4-0.5％，Si：0.15-0.25％，Ni：0.75-0.95％，Cu：0.01-0.2％，Ti：0.04-0.08％，Al≦0.03，N≦0.01，P≦0.03，S≦0.025，余量為Fe及不可避免的雜質。優選地，所述的低合金鋼包括以下重量百分比的成分：C：0.55％，Mn：0.75％，Cr：0.3％，V：0.20％，Mo：0.50％，Re：0.45％，Si：0.20％，Ni：0.85％，Cu：0.1％，Ti：0.06％，Al≦0.03，N≦0.01，P≦0.03，S≦0.025，余量為Fe及不可避免的雜質。低合金鋼熱處理方法，包括步驟：(1)加熱至1080-1200℃，保溫15-25min，使材料完全轉化為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；(2)在300-450℃等溫條件下處理2-4h，碳化物均勻析出，奧氏體轉化為下貝氏體；(3)然后低溫回火150-200℃，保溫0.5-1.5h，空冷。所述低合金鋼的澆筑方法，包括以下步驟：(1)制造模具：用泡沫材料制造模具，模樣的齒形與齒形零件一致；(2)涂料和干燥：在模具表面涂掛膠粘劑，噴砂并烘干；所述噴砂為碳化硅、三氧化二鋁、鐵格硼或碳化鎢；其顆粒的大小為2-500μm；所述膠粘劑為聚丙烯酰胺；(3)造型：將干燥的模具置于砂箱中，放置澆道，往砂箱中填砂進行造型，并在模樣上設置冒口；(4)將熔融的金屬液體倒入砂箱中，使其澆鑄成鑄件后，備用；(5)將上述鑄造好的鑄件加工后進行等溫淬火，然后進行高頻淬火；(6)將加熱后的鑄件油淬，空氣冷卻至室溫，然后進行低溫回火處理，在120-150℃，保溫90-150min；(7)將回火處理后的鑄件，置于空氣中冷卻至室溫。本發明優點：本發明提供的低合金鋼的硬度顯著提高，耐磨損，比現有低合金鋼優勢明顯，具有突出的實質性特點和顯著的進步。具體實施方式下面結合實施例進一步說明本發明的實質性內容。實施例1：低合金鋼組成包括以下重量百分比的成分：C：0.55％，Mn：0.75％，Cr：0.3％，V：0.20％，Mo：0.50％，Re：0.45％，Si：0.20％，Ni：0.85％，Cu：0.1％，Ti：0.06％，Al≦0.03，N≦0.01，P≦0.03，S≦0.025，余量為Fe及不可避免的雜質。低合金鋼熱處理方法，包括步驟：(1)加熱至1150℃，保溫20min，使材料完全轉化為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；(2)在380℃等溫條件下處理3h，碳化物均勻析出，奧氏體轉化為下貝氏體；(3)然后低溫回火180℃，保溫1h，空冷。所述低合金鋼的澆筑方法，包括以下步驟：(1)制造模具：用泡沫材料制造模具，模樣的齒形與齒形零件一致；(2)涂料和干燥：在模具表面涂掛膠粘劑，噴砂并烘干；所述噴砂為碳化硅，也可以用三氧化二鋁、鐵格硼或碳化鎢，顆粒的大小為2-500μm；所述膠粘劑為聚丙烯酰胺；(3)造型：將干燥的模具置于砂箱中，放置澆道，往砂箱中填砂進行造型，并在模樣上設置冒口；(4)將熔融的金屬液體倒入砂箱中，使其澆鑄成鑄件后，備用；(5)將上述鑄造好的鑄件加工后進行等溫淬火，然后進行高頻淬火；(6)將加熱后的鑄件油淬，空氣冷卻至室溫，然后進行低溫回火處理，130℃保溫120min；(7)將回火處理后的鑄件，置于空氣中冷卻至室溫。實施例2：低合金鋼組成C：0.45％，Mn：0.65％，Cr：0.2％，V：0.15％，Mo：0.45％，Re：0.4％，Si：0.15％，Ni：0.75％，Cu：0.01％，Ti：0.04％，Al≦0.03，N≦0.01，P≦0.03，S≦0.025，余量為Fe及不可避免的雜質。低合金鋼熱處理方法，包括步驟：(1)加熱至1150℃，保溫20min，使材料完全轉化為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；(2)在380℃等溫條件下處理3h，碳化物均勻析出，奧氏體轉化為下貝氏體；(3)然后低溫回火180℃，保溫1h，空冷。所述低合金鋼的澆筑方法，包括以下步驟：(1)制造模具：用泡沫材料制造模具，模樣的齒形與齒形零件一致；(2)涂料和干燥：在模具表面涂掛膠粘劑，噴砂并烘干；所述噴砂為碳化硅，也可以用三氧化二鋁、鐵格硼或碳化鎢，顆粒的大小為2-500μm；所述膠粘劑為聚丙烯酰胺；(3)造型：將干燥的模具置于砂箱中，放置澆道，往砂箱中填砂進行造型，并在模樣上設置冒口；(4)將熔融的金屬液體倒入砂箱中，使其澆鑄成鑄件后，備用；(5)將上述鑄造好的鑄件加工后進行等溫淬火，然后進行高頻淬火；(6)將加熱后的鑄件油淬，空氣冷卻至室溫，然后進行低溫回火處理，130℃保溫120min；(7)將回火處理后的鑄件，置于空氣中冷卻至室溫。實施例3：低合金鋼組成C：0.65％，Mn：0.85％，Cr：0.4％，V：0.25％，Mo：0.55％，Re：0.5％，Si：0.25％，Ni：0.95％，Cu：0.2％，Ti：0.08％，Al≦0.03，N≦0.01，P≦0.03，S≦0.025，余量為Fe及不可避免的雜質。低合金鋼熱處理方法，包括步驟：(1)加熱至1150℃，保溫20min，使材料完全轉化為奧氏體，且碳化物溶入奧氏體中；(2)在380℃等溫條件下處理3h，碳化物均勻析出，奧氏體轉化為下貝氏體；(3)然后低溫回火180℃，保溫1h，空冷。所述低合金鋼的澆筑方法，包括以下步驟：(1)制造模具：用泡沫材料制造模具，模樣的齒形與齒形零件一致；(2)涂料和干燥：在模具表面涂掛膠粘劑，噴砂并烘干；所述噴砂為碳化硅，也可以用三氧化二鋁、鐵格硼或碳化鎢，顆粒的大小為2-500μm；所述膠粘劑為聚丙烯酰胺；(3)造型：將干燥的模具置于砂箱中，放置澆道，往砂箱中填砂進行造型，并在模樣上設置冒口；(4)將熔融的金屬液體倒入砂箱中，使其澆鑄成鑄件后，備用；(5)將上述鑄造好的鑄件加工后進行等溫淬火，然后進行高頻淬火；(6)將加熱后的鑄件油淬，空氣冷卻至室溫，然后進行低溫回火處理，130℃保溫120min；(7)將回火處理后的鑄件，置于空氣中冷卻至室溫。效果實施例：分別按照實施例1-3的組成和方法制備1.6cm厚的低合金鋼板，測試其密度、硬度和抗拉強度，并與市售低合金鋼進行比較，結果見下表：密度(g/cm3)硬度抗拉強度(N/mm2)實施例16.9875HRC794實施例26.8272HRC758實施例36.8773HRC773市售低合金鋼6.8151HRC638上述結果表明，本發明提供的低合金鋼的硬度和抗拉強度顯著提高，耐磨損，比現有低合金鋼優勢明顯，具有突出的實質性特點和顯著的進步。當前第1頁1 2 3