CN106521331A - 一种含铝锰钢 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金领域，具体涉及一种含铝高锰钢。该含Al的锰钢化学成分为：C：1.30%～1.40%，Mn：15.5%～17.5%，Si：0.40%～0.80%，Cr≤0.30%，Ni≤1.00%，Mo≤0.50%，S≤0.03%，P≤0.05%，Al：1.80%～2.20%，余量为Fe。本发明Al的加入使高锰钢铸态组织中的奥氏体晶界上的网状碳化物逐渐减少，当加入量达到2.16%时，网状碳化物基本消除；可提高奥氏体基体加工硬化能力，从而提高高锰钢加工硬化能力以及冲击韧性。

Description

一种含铝锰钢
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种含铝高锰钢。
背景技术
耐磨锰钢是目前钢铁耐磨材料中应用最广泛的材料之一，用来生产各类耐磨铸件，属于易损件，广泛用于冶金矿山、电力、建材、化工和机械工业，直接影响设备寿命和生产效率而被各行业所关注。迄今，国内外冲击载荷磨料磨损工况，如圆锥式破碎机轧臼壁和破碎壁、旋回式破碎机衬板、大中型颚式破碎机颚板、大型锤式破碎机锤头以及大中型湿式矿山球磨机衬板等方面选用的耐磨锰钢仍以Mn13和Mn17（Mn18）系列为主。
Mn13系列锰钢用于厚大断面铸件时，水韧处理后内部易出现碳化物而降低韧性，在低温工况时也可能会发生脆断。Mn17（Mn18）系列锰钢解决了上述Mn13系列锰钢的缺点，但在大冲击载荷磨料磨损工况下Mn17（Mn18）系列锰钢的耐磨性还有待深入研究和应用实践验证。
发明内容
1、本发明创造所要解决的技术问题：
本发明所解决的是提供一种含铝的锰钢，克服现有锰钢用于厚大断面铸件水韧处理后内部易出现碳化物而降低韧性及在低温工况时可能发生脆断的问题，以及解决在大冲击载荷磨料磨损工况下的耐磨性差的问题。本发明的含铝锰钢还适用于非强烈冲击且要求耐磨性高的工况，或薄壁件和软物料低应力磨损工况。
2、解决其技术问题采用的技术方案
一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：C：1.30%～1.40%，Mn：15.5%～17.5%，Si：0.40%～0.80%，Cr≤0.30%，Ni≤1.00%，Mo≤0.50%，S≤0.03%，P≤0.05%，Al：1.80%～2.20%，余量为Fe。
所述的一种含铝的锰钢，C：1.30%～1.40%，Mn：15.5%～17.5%，Si：0.40%～0.80%，Cr≤0.30%，Ni≤1.00%，Mo≤0.50%，S≤0.03%，P≤0.05%，Al：2.16%，余量为Fe。
所述的一种含铝的锰钢，所述含铝的锰钢锰碳比=12～12.5︰10。
3、与现有技术相比具有的有益效果：
Al可以提高高锰钢中的层错能，抑制γfcc向εhcp的相变，有利于形变孪晶的形成，从而提高其强度和塑性。Al的加入使高锰钢铸态组织中的奥氏体晶界上的网状碳化物逐渐减少，当加入量达到2.16%时，网状碳化物基本消除；可提高奥氏体基体加工硬化能力，从而提高高锰钢加工硬化能力以及冲击韧性。
具体实施方式：
实施例1：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.30%，锰（Mn）：15.5%，硅（Si）：0.40%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：1.80%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为558MPa，抗拉强度为872MPa，断后生长率为42.6%，冲击吸收功为222J。
实施例2：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.40%，锰（Mn）：17.5%，硅（Si）：0.80%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：1.80%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为569MPa，抗拉强度为876MPa，断后生长率为41.6%，冲击吸收功为218.4J。
实施例3：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.35%，锰（Mn）：16%，硅（Si）：0.60%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：2.00%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为568MPa，抗拉强度为881MPa，断后生长率为42.4%，冲击吸收功为221J。
实施例4：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.35%，锰（Mn）：16%，硅（Si）：0.60%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：2.14%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为579MPa，抗拉强度为881MPa，断后生长率为40.8%，冲击吸收功为219.6J。
实施例5：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.35%，锰（Mn）：16%，硅（Si）：0.60%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：2.16%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为561MPa，抗拉强度为875MPa，断后生长率为41.0%，冲击吸收功为220.2J。
实施例6：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.35%，锰（Mn）：16%，硅（Si）：0.60%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：2.20%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为562MPa，抗拉强度为878MPa，断后生长率为41.4%，冲击吸收功为221.8J。
实施例7：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.35%，锰（Mn）：16%，硅（Si）：0.60%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：2.00%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为564MPa，抗拉强度为879MPa，断后生长率为42.6%，冲击吸收功为224.2J。
实施例8：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.35%，锰（Mn）：17%，硅（Si）：0.70%，铬（Cr）：0.30%，镍（Ni）：1.00%，钼（Mo）：0.50%，硫（S）：0.03%，磷（P）：0.05%，铝（Al）：2.00%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为568MPa，抗拉强度为882MPa，断后生长率为43%，冲击吸收功为223J。
实施例9：一种含铝锰钢，含铝的锰钢化学成分为：碳（C）：1.38%，锰（Mn）：17%，硅（Si）：0.70%，铬（Cr）：0.25%，镍（Ni）：0.70%，钼（Mo）：0.32%，硫（S）：0.028%，磷（P）：0.042%，铝（Al）：2.16%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为560MPa，抗拉强度为880MPa，断后生长率为42%，冲击吸收功为220J，硬度可达190。
对比钢1为ZG120Mn13Cr2，化学成分为碳（C）：1.35%，锰（Mn）：13.5%，硅（Si）：0.65%，铬（Cr）：2.2%，镍（Ni）：0%，钼（Mo）：0%，硫（S）：0.032%，磷（P）：0.048%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为415MPa，抗拉强度为775 MPa，断后生长率为24%，冲击吸收功为105J，硬度可达HBW145。
对比钢2为ZG120Mn17Cr2，化学成分为碳（C）：1.35%，锰（Mn）：17.5%，硅（Si）：0.65%，铬（Cr）：2.2%，镍（Ni）：0%，钼（Mo）：0%，硫（S）：0.035%，磷（P）：0.046%，余量为铁（Fe）。下屈服强度为460MPa，抗拉强度为785 MPa，断后生长率为36%，冲击吸收功为160J，硬度可达HBW170。
以上实施例与对比钢力学性能进行了对比，均有显著地提升。

Claims (5)

1.一种含铝锰钢，其特征在于含铝的锰钢化学成分为：C：1.30%～1.40%，Mn：15.5%～17.5%，Si：0.40%～0.80%，Cr≤0.30%，Ni≤1.00%，Mo≤0.50%，S≤0.03%，P≤0.05%，Al：1.80%～2.20%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种含铝的锰钢，其特征在于：C：1.30%～1.40%，Mn：15.5%～17.5%，Si：0.40%～0.80%，Cr≤0.30%，Ni≤1.00%，Mo≤0.50%，S≤0.03%，P≤0.05%，Al：2.16%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种含铝的锰钢，其特征在于：C：1.35%，Mn：16%，Si：0.60%，Cr：0.30%，Ni：0.08%，Mo：0.04%，S：0.02%，P：0.01%，Al：2.1%，Fe：79.55%。
4. 根据权利要求1所述的一种含铝的锰钢，其特征在于：C：1.40%，Mn：17.5%，Si：0.80%，Cr：0.30%，Ni：1.00%，Mo：0.50%，S：0.03%，P：0.05%，Al：2.2%，Fe：76.22%
根据权利要求1所述的一种含铝的锰钢，其特征在于：C：1.30%，Mn：15.5%，Si：0.40%，Cr：0.30%，Ni：0.70%，Mo：0.30%，S：0.02%，P：0.01%，Al：1.8%，Fe：79.67%
根据权利要求1所述的一种含铝的锰钢，其特征在于：C：1.38%，Mn：17%，Si：0.70%，Cr：0.25%，Ni：0.70%，Mo：0.32%，S：0.028%，P：0.042%，Al：2.16%，Fe：77.42%。
5.根据权利要求1所述的一种含铝的锰钢，其特征在于：所述含铝的锰钢锰碳比=12～12.5︰10。
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Title
赵培峰等: ""材料开发与应用"", 《材料开发与应用》 *

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