CN101880828B - 一种低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法 - Google Patents
一种低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，属于低合金耐磨铸钢制备技术领域。本发明采用Mn为主要合金元素，添加少量的Si、Cr、Cu、B和稀土元素(La，Ce，Nb，Pr)等合金元素，其余为Fe。采用常规炼钢工艺冶炼，铸造成型后，经奥氏体化后水淬，再加热、保温，进行低温回火处理。本发明生产的耐磨铸钢，水淬回火后组织为回火马氏体。铸钢的抗拉强度Rm＞1800MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2＞1600MPa，断后延伸率A＞5％，无缺口冲击韧度aK＞150J/cm2，U型缺口冲击功aKU＞20J/cm2。该耐磨铸钢合金元素含量少，强韧性配合和耐磨性能优良，工艺简单，成本低廉，可用于制造斗齿、锤头、齿板、衬板、履带板等耐磨铸钢件。
Description
技术领域
本发明涉及一种低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，属于低合金耐磨铸钢制备技术领域。
背景技术
在工农业生产中，农机、轧钢、锻压、交通运输、发电、矿山、石油、化工、兵器等领域对耐磨铸钢的需求量非常大。低合金淬火回火马氏体耐磨铸钢一般采用Cr、Ni、Mo等贵重元素作为主要合金元素。碳含量选择0.34～0.38wt.％，通过850～900℃奥氏体化后水淬，然后在200～300℃低温回火获得回火马氏体组织。这种低合金淬火回火马氏体耐磨铸钢硬度能达到50HRC以上，但是冲击韧性很低，常温下无缺口功AK通常在50J以下。为了提高其强韧性，通常需要加入大量的合金元素Ni。这类含Ni高强韧性淬火回火马氏体耐磨铸钢的典型钢种是美国的“SL超级耐磨铸钢”。SL超级耐磨铸钢中合金元素Cr为1.2wt.％，Mo为0.5wt.％，Ni高达4wt.％。SL超级耐磨铸钢铸造成型后，热处理工艺为1200℃均匀化处理，840℃水淬和150℃低温回火后长时间时效，热处理耗能大。因此，淬火回火马氏体CrNiMo耐磨铸钢合金元素多，成本高，为了得到良好的强韧性配合，不得不消耗大量的贵重合金元素Ni。
发明内容
本发明的目的是提出一种低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，采用Mn为主要合金元素，添加少量的Si、Cr、Cu、B和稀土元素(La，Ce，Nb，Pr)等合金元素。通过水淬或油淬后低温回火得到回火马氏体组织，以获得良好的强韧性配合的高性能低成本低合金耐磨铸钢。
本发明提出的低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，包括以下各步骤：
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，钢中各成分的重量百分比为：
C：0.28～0.48wt.％；
Si：0.20～1.50wt.％；
Mn：1.85～3.50wt.％；
Cr：0.30～0.90wt.％；
Cu：0～0.90wt.％；
P：0.01～0.03wt.％；
S：0.01～0.03wt.％；
B：0～0.008wt.％；
稀土Ce：0.05～0.25wt.％；
其余为Fe；
(2)将上述铸钢加热到830～900℃奥氏体化，保温2-5小时后炉冷到室温进行退火处理；
(3)将上述铸钢加热到830～900℃奥氏体化，保温1-2小时后水淬到80～150℃；
(4)将上述铸钢在200～250℃保温2～5小时进行低温回火处理。
本发明提出的低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，采用廉价的锰为主要合金元素，克服低合金CrNiMo耐磨铸钢合金元素多，成本高的不足之处，适应国家的资源节约型发展战略。同时，本发明的耐磨铸钢淬火低温回火得到的回火马氏体能够获得优良的强韧化配合。铸钢的力学性能可达：抗拉强度Rm＞1800MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2＞1600MPa，断后延伸率A＞5％，无缺口冲击韧度aK＞150J/cm2，U型缺口冲击功aKU＞20J/cm2。该耐磨铸钢合金元素含量少，强韧性配合和耐磨性能优良，工艺简单，成本低廉，可用于制造斗齿、锤头、齿板、衬板、履带板等耐磨铸钢件。
具体实施方式
本发明提出的低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，包括以下各步骤：
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，钢中各成分的重量百分比为：
C：0.28～0.48wt.％；
Si：0.20～1.50wt.％；
Mn：1.85～3.50wt.％；
Cr：0.30～0.90wt.％；
Cu：0～0.90wt.％；
P：0.01～0.03wt.％；
S：0.01～0.03wt.％；
B：0～0.008wt.％；
稀土Ce：0.05～0.25wt.％；
其余为Fe；
(2)将上述铸钢加热到830～900℃奥氏体化，保温2-5小时后炉冷到室温进行退火处理；
(3)将上述铸钢加热到830～900℃奥氏体化，保温1-2小时后水淬到80～150℃；
(4)将上述铸钢在200～250℃保温2～5小时进行低温回火处理。
以下介绍本发明的实施例：
上述各实施例的制备方法如下：
实施例1
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到860℃奥氏体化，保温1小时后淬火到120℃。
(4)将上述铸钢加热至220℃，保温3小时进行回火处理。
实施例2
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到860℃奥氏体化，保温1小时后淬火到110℃。
(4)将上述铸钢加热至230℃，保温3小时进行回火处理。
实施例3
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到850℃奥氏体化，保温1小时后淬火到110℃。
(4)将上述铸钢加热至220℃，保温3小时进行回火处理。
实施例4
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到850℃奥氏体化，保温1小时后淬火到120℃。
(4)将上述铸钢加热至220℃，保温3小时进行回火处理。
实施例5
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到850℃奥氏体化，保温1小时后淬火到110℃。
(4)将上述铸钢加热至220℃，保温3小时进行回火处理。
实施例6
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到850℃奥氏体化，保温1小时后淬火到90℃。
(4)将上述铸钢加热至220℃，保温3小时进行回火处理。
实施例7
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到850℃奥氏体化，保温1小时后淬火到90℃。
(4)将上述铸钢加热至230℃，保温3小时进行回火处理。
实施例8
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。
(2)将上述铸钢加热到880℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。
(3)将上述铸钢加热到850℃奥氏体化，保温1小时后淬火到100℃。
(4)将上述铸钢加热至230℃，保温3小时进行回火处理。
Claims (1)
1.一种低合金锰系回火马氏体耐磨铸钢的制备方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，得到铸钢，铸钢中各成分的重量百分比为：
C： 0.28～0.48wt.％；
Si： 0.20～1.50wt.％；
Mn： 1.85～3.50wt.％；
Cr： 0.30～0.90wt.％；
Cu： 0～0.90wt.％；
P： 0.01～0.03wt.％；
S： 0.01～0.03wt.％；
B： 0～0.008wt.％；
稀土Ce： 0.05～0.25wt.％；
其余为Fe；
(2)将上述步骤(1)的铸钢加热到830～900℃奥氏体化，保温2-5小时后炉冷到室温进行退火处理；
(3)将上述步骤(2)的铸钢加热到830～900℃奥氏体化，保温1-2小时后水淬到80～150℃；
(4)将上述步骤(3)的铸钢在200～250℃保温2～5小时进行低温回火处理。
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