專利名稱：一種合金鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵行業(yè)中的軋輥，礦山、水泥行業(yè)中的板錘等機(jī)械材料的合金鋼，尤其涉及一種以廢鋼為主要原料，加入適當(dāng)合金、改善晶體結(jié)構(gòu)、耐磨損的合金鋼。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵行業(yè)、礦山、水泥行業(yè)、粉碎機(jī)等機(jī)械的主要部件的磨損材料大多是普通鉻鉬鋼、釩鋼或高鉻鑄鐵，如冶金、鋼鐵行業(yè)中的軋輥，礦山、水泥行業(yè)中的板錘，粉碎機(jī)上的錘體等機(jī)械的主要部件的材料都是如此。而普通鉻鉬鋼的耐磨性有限，使用壽命不長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。高鉻鑄鐵耐磨性好，但成本高，韌性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供一種耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)、韌性高、受沖擊時(shí)不容易脆裂，生產(chǎn)成本較低的合金鋼。
合金鋼，其特征在于其成品的化學(xué)組份至少包括碳、硅、錳、鉻，其組分的重量百分比為碳0.33％-0.42％、硅0.3％-0.9％、錳0.6％-1.2％、鉻4.0％-5.6％，余量為鐵及殘留物。
所述合金鋼其成品的化學(xué)組份至少包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.33％-0.42％、硅0.3％-0.9％、錳0.6％-1.2％、鉻4.0％-5.6％、鉬0.1％-0.6％、鎳0.1％-0.6％、鋁0.08％-0.2％、硫≤0.03％、磷≤0.035％、余量為鐵及殘留物。
本發(fā)明是通過下述生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)的
(1)確定工藝目標(biāo)值(重量千分計(jì))配比如下C3.3-4.2份Mn6-12份Si3-9份Cr40-56份(2)稱量備料①廢鐵、廢鋼或A3鋼或低碳合金鋼；②鐵合金含錳高于80％、含碳低于0.08％的錳鐵或含硅高于75％的硅鐵或含鉻高于60％、含碳低于0.25％的鉻鐵；③低合金鋼至少含有錳、鉻、硅，且其比例具有任意性。
(3)熔煉a、爐底裝料。在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵，高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700-2100℃；e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)；f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析；
g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h、用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分；i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒。
(4)、澆注成型。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在鋼中加入適量合金，既強(qiáng)化基體，又不改變其韌性、塑性，還能改善晶體，且使高溫下反應(yīng)生成高硬難熔化合物均布于基體上，淬火后的馬氏體呈針狀，使淬火后的組織保持韌性和高耐磨性能，滿足惡劣環(huán)境下的復(fù)雜變應(yīng)力、劇烈磨損、強(qiáng)烈載荷和沖擊；加入適量硅、錳強(qiáng)化基體且不降低韌性；加入微量鎳、鋁進(jìn)一步改善塑性，提高冶煉質(zhì)量，改善疲勞強(qiáng)度；加入適量鉻形成碳化物，經(jīng)處理后分布于基體上既保證高耐磨性同時(shí)獲得良好的韌性馬氏體組織；加入少量的鉬防止雜質(zhì)向晶界偏聚，加入適量的碳，防止殘余奧氏體過多開裂以及不良萊氏體組織出現(xiàn)，受沖擊時(shí)引起脆裂。
經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明經(jīng)退火后的韌性好，其伸長(zhǎng)率大于20％，再經(jīng)淬火并于300℃-450℃回火，硬度大于HRC50(洛氏硬度)，具有高耐磨性能，相對(duì)于CrMo系列合金鋼成本相當(dāng)，韌性相近，但耐磨性更好，相對(duì)于高鉻鑄鐵，耐磨性相近，但韌性更好，成本低，相對(duì)于ZGMn13(高錳鋼)來講本發(fā)明可針對(duì)中軟硬物料。
本發(fā)明廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵行業(yè)中的軋輥，礦山、水泥行業(yè)中的板錘，粉碎機(jī)上的錘體等機(jī)械的主要部件，耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)、韌性高、受沖擊時(shí)不易脆裂、生產(chǎn)成本較低。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種合金鋼，其成品的化學(xué)組份包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.33％、硅0.3％、錳0.6％、鉻4.0％，鉬0.1％、鎳0.1％、鋁0.08％、硫≤0.03％、磷≤0.035％，余量為鐵及殘留物。
本發(fā)明是通過下述生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)的(1)稱量備料①廢鐵、廢鋼或A3鋼或低碳鋼。
(2)熔煉a、爐底裝料。在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵，高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700℃-2100℃；e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)；f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析；
g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h、用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分；i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒。
(3)澆注成型。
實(shí)施例2合金鋼，其成品的化學(xué)組份包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.42％、硅0.9％、錳1.2％、鉻5.6％，鉬0.1％-0.6％、鎳0.6％、鋁0.2％、硫≤0.03％、磷≤0.035％，余量為鐵及殘留物。
本發(fā)明是通過下述生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)的(1)稱量備料廢鐵、廢鋼或A3鋼或低碳鋼。
(2)熔煉a、爐底裝料。在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵；高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700℃-2100℃。
e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)。
f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析。
g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h、用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分。
i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒。
(3)澆注成型。
實(shí)施例3合金鋼，其成品的化學(xué)組份包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.375％、硅0.6％、錳0.9％、鉻5.1％，鉬0.35％、鎳0.35％、鋁0.14％、硫≤0.03％、磷≤0.035％，余量為鐵及殘留物。
本發(fā)明是通過下述生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)的(1)稱量備料鐵合金含錳高于80％、含碳低于0.08％的錳鐵或含硅高于75％的硅鐵或含鉻高于60％、含碳低于0.25％的鉻鐵；(2)熔煉a、爐底裝料。在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵，高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；
b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700℃-2100℃；e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)；f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析；g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h、用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分；i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒；(3)澆注成型。
實(shí)施例4合金鋼，其成品的化學(xué)組份包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.35％、硅0.45％、錳0.75％、鉻4.85％，鉬0.275％、鎳0.275％、鋁0.11％、硫≤0.03％、磷≤0.035％，余量為鐵及殘留物。
本發(fā)明是通過下述生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)的
(1)稱量備料低合金鋼，含有錳、鉻、硅，且其比例具有任意性；(2)熔煉a、爐底裝料；在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵，高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700℃-2100℃。
e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)；f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析；g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分；i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒；(3)澆注成型。
實(shí)施例5合金鋼，其成品的化學(xué)組份包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.3975％、硅0.75％、錳1.05％、鉻5.35％，鉬0.475％、鎳0.475％、鋁0.17％、硫≤0.03％、磷≤0.035％，余量為鐵及殘留物。
本發(fā)明是通過下述生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)的(1)稱量備料鐵合金含錳高80％、含碳低于0.08％的錳鐵或含硅高于75％的硅鐵或含鉻高于60％、含碳低于0.25％的鉻鐵。
(2)熔煉a、爐底裝料；在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵，高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700℃-2100℃；e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)；
f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析；g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h、用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分；i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒；(3)澆注成型。
權(quán)利要求
1.一種合金鋼，其特征在于其成品的化學(xué)組份至少包括碳、硅、錳、鉻，其組分的重量百分比為碳0.33％-0.42％、硅0.3％-0.9％、錳0.6％-1.2％、鉻4.0％-5.6％，余量鐵及為殘留物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合金鋼，其特征在于所述合金鋼其成品的化學(xué)組份至少包括碳、硅、錳、鉻、鉬、鎳、鋁、硫、磷，其組分的重量百分比為碳0.33％-0.42％、硅0.3％-0.9％、錳0.6％-1.2％、鉻4.0％-5.6％、鉬0.1％-0.6％、鎳0.1％-0.6％、鋁0.08％-0.2％、硫≤0.03％、磷≤0.035％，余量為鐵及殘留物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種合金鋼，其特征在于所述合金鋼是通過以下步驟生產(chǎn)的(1)確定工藝目標(biāo)值，重量千分計(jì)配比如下C 3.3-4.2份Mn 6-12份Si 3-9份 Cr 40-56份(2)稱量備料①廢鐵、廢鋼或A3鋼或低碳合金鋼，②鐵合金含錳高于80％、含碳低于0.08％的錳鐵或含硅高于75％的硅鐵或含鉻高于60％、含碳低于0.25％的鉻鐵；③低合金鋼至少含有錳、鉻、硅，且其比例具有任意性；(3)熔煉a、爐底裝料；在每噸爐料中加入13kg的熟石灰，和含碳低于6.9％、最大含磷量0.1％的高碳錳鐵，高碳錳鐵的數(shù)量取決于廢品料或回爐料的類別，其加入量為5kg-10kg；b、加入廢鋼鐵或回爐料；c、當(dāng)回爐料全部熔化呈熔融狀態(tài)時(shí)，取樣分析；d、電極上升時(shí)，噴吹氧化，使用鋁化層噴氧槍吹管，氧壓狀態(tài)為10kp/cm2，持續(xù)吹氧，直到硅全部氧化，或更進(jìn)一步直到碳含量降低到0.3％為止。碳的氧化計(jì)算方式為在10kp/cm2氧壓狀態(tài)下，以0.08％C/分鐘為平均氧化速度，吹氧之后熔液溫度達(dá)到1700℃-2100℃；e、完全吹氧后，自然冷卻熔液至1700-1800℃，加入含碳低于0.08％的低碳錳鐵，以及含碳低于0.25％、含鉻高于60％的鉻鐵，含硅高于75％的硅鐵；再加入含鋁高于36％的鋁鐵2kg/噸，以此來調(diào)整化學(xué)成分；同時(shí)加入備用螢石，降低爐渣熔點(diǎn)；f、吹氧操作要持續(xù)15-20秒，以使熔液充分混合，作好溫度記錄，并取樣作化學(xué)分析；g、扒渣后取樣作化學(xué)分析，并對(duì)照化學(xué)成分工藝目標(biāo)值；h、用高碳或低碳粉調(diào)整熔質(zhì)成分；i、出爐，并按每噸爐料加入2kg鋁鐵，出爐時(shí)的溫度為1600-1800℃，加入鋁鐵的目的是提高冶煉質(zhì)量，細(xì)化晶粒；(4)澆注成型。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種合金鋼，其成品的化學(xué)組分至少包括碳、硅、錳、鉻，其組分的重量百分比為碳0.33％－0.42％、硅0.3％－0.9％、錳0.6％1.2％、鉻4％－5.6％，余量鐵及為殘留物。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵行業(yè)中的軋輥，礦山、水泥行業(yè)中的板錘，粉碎機(jī)上的錘體等機(jī)械的主要部件，耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)、韌性高、受沖擊時(shí)不易脆裂，并能降低生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C22C38/18GK1693523SQ20051002088
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者陳章華 申請(qǐng)人:陳章華