CN108359913A - 一种锰铁铬低碳合金及其制备方法 - Google Patents

一种锰铁铬低碳合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锰铁铬低碳合金及其制备方法，所述锰铁铬低碳合金的化学元素的质量百分数如下：C:0.02％‑0.03％；Fe：35％‑55％；Cr：40％‑60％；Mn：1.8％‑5.5％。所述制备方法包括(1)金属粉末熔融；(2)金属结块处理，形成团块；(3)恒温烧结除渣。本发明的锰铁铬低碳合金改善了锰铁铬低碳合金电阻率，降低含碳量，断后伸长率增加，使用寿命得以延长。

Description

一种锰铁铬低碳合金及其制备方法
技术领域
本发明属于合金及其制备技术领域，尤其是涉及一种锰铁铬低碳合金及其制备方法。
背景技术
锰钢是一种高强度的抗磨钢们主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件，破坏形式以磨损消耗为主，部分断裂、变形。常规锰钢适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况，主要用于制作衬板、锤头、挖斗、履带板等。目前，常规锰钢市场竞争激烈，利润较低，无法为企业带来高附加值，需要进行改进。
控制轧制控制冷却由于具有节省能源、提高生产效率、减少环境污染一直为国内外很多企业所广泛应用。亦有很多关于控制轧制和控制冷却技术的专利和文献。现有的使晶粒细化的控轧控冷工艺主要有：超细晶粒的铁素体钢的方法，利用奥氏体的动态相变即应变诱导相变和铁素体的动态再结晶机制，以大变形量进行快速轧制，总压下量不能小于50％，轧制后快速冷却。
另外锰铁铬低碳合金电阻率高，含碳量高，一些重要的合金性能比如断后伸长率不合格，使用寿命也不能令人满意。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种锰铁铬低碳合金，改善锰铁铬低碳合金电阻率，降低含碳量，断后伸长率增加，使用寿命得以延长。
本发明的锰铁铬低碳合金，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：35％-55％；Cr：40％-60％；Mn：1.8％-5.5％。
优选，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-55％；Mn：2.0％-5.0％。
优选，所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-50％；Mn：4.0％-5.0％。
优选，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-55％；Mn：2.0％-4.5％。
优选，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-50％；Mn：3.0％-4.0％。
优选，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.03％；Fe：50％；Cr：46.7％；Mn：3.27％。
另一方面，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％；Fe：46％；Cr：50％；Mn：3.98％。
本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述的锰铁铬低碳合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)金属粉末熔融；
(2)金属结块处理，形成团块；
(3)恒温烧结除渣，得到所述锰铁铬低碳合金。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融包括：按照各组分的含量比例均匀混合在一起，置于转炉中，高温熔融冶炼，得到粉末熔融合金；
将步骤(1)得到的所述粉末熔融合金从所述转炉中取出置于高炉中进行结块处理，形成合金团块；
在所述高炉中降低温度，将所述的合金团块恒温烧结除渣，得到所述锰铁铬低碳合金。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1400-1600℃，熔融的时间在30-80min；
在步骤(2)中，在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1000-1200℃，所述精炼的时间为40-60min；
在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为800-1100℃，恒温烧结的时间为50-70min。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1500℃，熔融的时间在60min；
在步骤(2)中，在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1200℃，所述精炼的时间为50min；
在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为800℃，恒温烧结的时间为70min。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：在所述步骤(2)与步骤(3)之间停止加热，停止加热的时间控制在10-15min；在步骤(3)之后进行骤冷。
通过本发明的试验证明，本发明实施例1-2的锰铁铬低碳合金属于高电阻电热合金，电阻率(20℃时)/(10-6Ω·m)为1.05±0.05，断后伸长率δ5(％)≥25，试验温度/℃为1200时的快速寿命值/h≥90。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明提供一种锰铁铬低碳合金，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：35％-55％；Cr：40％-60％；Mn：1.8％-5.5％。
优选，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-55％；Mn：2.0％-5.0％。
优选，所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-50％；Mn：4.0％-5.0％。
优选，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.03％；Fe：50％；Cr：46.7％；Mn：3.27％。
另一方面，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％；Fe：46％；Cr：50％；Mn：3.98％。
本发明的另一方面，本发明还提供了一种上述的锰铁铬低碳合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)金属粉末熔融；
(2)金属结块处理，形成团块；
(3)恒温烧结除渣，得到所述锰铁铬低碳合金。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融包括：按照各组分的含量比例均匀混合在一起，置于转炉中，高温熔融冶炼，得到粉末熔融合金；
将步骤(1)得到的所述粉末熔融合金从所述转炉中取出置于高炉中进行结块处理，形成合金团块；
在所述高炉中降低温度，将所述的合金团块恒温烧结除渣，得到所述锰铁铬低碳合金。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1400-1600℃，熔融的时间在30-80min；
在步骤(2)中，在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1000-1200℃，所述精炼的时间为40-60min；
在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为800-1100℃，恒温烧结的时间为50-70min。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1500℃，熔融的时间在60min；
在步骤(2)中，在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1200℃，所述精炼的时间为50min；
在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为800℃，恒温烧结的时间为70min。
本发明一个实施方式的方法具体包括如下步骤：在所述步骤(2)与步骤(3)之间停止加热，停止加热的时间控制在10-15min；在步骤(3)之后进行骤冷。
实施例1
一种锰铁铬低碳合金的制备方法，现将金属粉末进行熔融，金属粉末熔融的温度在1500℃，熔融的时间在60min；然后在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1200℃，所述精炼的时间为50min；停止加热15min，所述恒温烧结的温度为800℃，恒温烧结的时间为70min，之后进行骤冷。本实施例的锰铁铬低碳合金的含量为C:0.02％；Fe：46％；Cr：50％；Mn：3.98％。
实施例2
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1400℃，熔融的时间在80min；在步骤(2)中，然后在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1000℃，所述精炼的时间为50min；在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为900℃，恒温烧结的时间为50min，在本实施例2的锰铁铬低碳合金所含化学元素的质量百分数如下：C:0.03％；Fe：50％；Cr：46.7％；Mn：3.27％。
本发明实施例1-2的锰铁铬低碳合金属于高电阻电热合金，电阻率(20℃时)/(10-6Ω·m)为1.05±0.05，断后伸长率δ5(％)≥25，试验温度/℃为1200时的快速寿命值/h≥90。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种锰铁铬低碳合金，其特征在于，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：35％-55％；Cr：40％-60％；Mn：1.8％-5.5％。
2.如权利要求1所述的锰铁铬低碳合金，其特征在于，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-55％；Mn：2.0％-5.0％。
3.如权利要求2所述的锰铁铬低碳合金，其特征在于，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％-0.03％；Fe：45％-50％；Cr：45％-50％；Mn：4.0％-5.0％。
4.如权利要求3所述的锰铁铬低碳合金，其特征在于，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.03％；Fe：50％；Cr：46.7％；Mn：3.27％。
5.如权利要求3所述的锰铁铬低碳合金钢，其特征在于，其所含化学元素的质量百分数如下：C:0.02％；Fe：46％；Cr：50％；Mn：3.98％。
6.如权利要求1-5任一项所述的锰铁铬低碳合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)金属粉末熔融；
(2)金属结块处理，形成团块；
(3)恒温烧结除渣，得到所述锰铁铬低碳合金。
7.如权利要求6所述的锰铁铬低碳合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融包括：按照各组分的含量比例均匀混合在一起，置于转炉中，高温熔融冶炼，得到粉末熔融合金；
将步骤(1)得到的所述粉末熔融合金从所述转炉中取出置于高炉中进行结块处理，形成合金团块；
在所述高炉中降低温度，将所述的合金团块恒温烧结除渣，得到所述锰铁铬低碳合金。
8.如权利要求7所述的锰铁铬低碳合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1400-1600℃，熔融的时间在30-80min；
在步骤(2)中，在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1000-1200℃，所述精炼的时间为40-60min；
在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为800-1100℃，恒温烧结的时间为50-70min。
9.如权利要求8所述的锰铁铬低碳合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在步骤(1)中，所述金属粉末熔融的温度在1500℃，熔融的时间在60min；
在步骤(2)中，在所述转炉中结块处理，进行精炼，所述精炼的温度是1200℃，所述精炼的时间为50min；
在步骤(3)中，所述恒温烧结的温度为800℃，恒温烧结的时间为70min。
10.如权利要求8或9所述的锰铁铬低碳合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在所述步骤(2)与步骤(3)之间停止加热，停止加热的时间控制在10-15min；在步骤(3)之后进行骤冷。
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