一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法，由以下組分按質量百分比組成：碳1.0-1.2、錳11-13、硅1.2-1.4、鉻0.6-0.8、鎢3.2-3.6、鉬1.1-1.2、鎳0.8-1.2、鋁0.1-0.3、鎂0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷≦0.08、硫≦0.08、余量為鐵。制備方法：（1）熔煉：向電爐內(nèi)加入工業(yè)純鐵、錳鐵、工業(yè)純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750℃溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600-1700℃；（2）澆鑄；（3）鑄后熱處理；（4）產(chǎn)品驗收。本發(fā)明具有優(yōu)異的耐高溫性和耐磨性，適合長期在高溫環(huán)境中的鍛造部件。生產(chǎn)工藝簡單，具有良好的市場前景。
【專利說明】一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料領域，具體地說是涉及一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002]高錳鋼在抵抗磨損的同時，由于其極強的韌性，因而抵抗劇烈沖擊負荷，其安全性、可靠性是其他材料無法相比的。高錳鋼在承受劇烈沖擊或接觸應力下，其表面會迅速硬化，而芯部仍保持極強的韌性，這種外硬內(nèi)韌既抗磨損又抗沖擊的特點是極其有利的。且表面受沖擊越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。表面被磨損后，次表面又被硬化，因而這一性能優(yōu)勢便被廣泛應用于礦山、冶金、軍工、建材、鐵路、電力等重要環(huán)境。100多年來至今沒有有效的替代材料。隨著現(xiàn)代技術的進展，高錳鋼的相關潛力不斷被發(fā)掘，目前已被應用于如“磁懸浮列車”、“鑿巖機器人”、“新型主戰(zhàn)坦克”等領域。隨著“原位增強”等一系列新技術的成功應用，高錳鋼將表現(xiàn)出更優(yōu)越的抗沖擊抗磨損特性，其材料綜合性價比的優(yōu)勢將更為突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。
[0003]但是， 目前的高錳鋼還存在很多問題，例如耐磨性、耐高溫性、韌性、成本等不能兼顧，滿足不了一些 高溫場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種耐高溫抗磨高錳鋼及其制備方法，具有耐高溫、耐磨性好、耐沖擊、強度高等優(yōu)點，使用壽命長，而且生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]一種耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質量百分比組成:碳1.0-1.2、錳11-13、硅
1.2-1.4、鉻 0.6-0.8、鎢 3.2-3.6、鑰 1.1-1.2、鎳 0.8-1.2、鋁 0.1-0.3、鎂 0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷=0.08、硫=0.08、余量為鐵。
[0007]優(yōu)選地，所述的耐高溫抗磨高錳鋼，由以下組分按質量百分比組成:碳1.1、錳12、硅 1.3、鉻 0.7、鎢 3.5、鑰 1.2、鎳 1.0、鋁 0.2、鎂 0.09、稀土元素 0.05、磷蘭 0.08、硫蘭 0.08、
余量為鐵。
[0008]所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，包括以下制備步驟:
[0009](I)熔煉:向電爐內(nèi)加入工業(yè)純鐵、錳鐵、工業(yè)純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750°C溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600-1700°C ；
[0010](2)澆鑄:加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550-1600°c ；
[0011](3)鑄后熱處理:將初品升溫至1200-1300°C，保溫處理30_40分鐘，再冷卻至450-550°C進行空冷處理；然后再升溫至1100-120(TC，保溫處理30-40分鐘，再進行水淬處理；[0012](4)清理表面以及產(chǎn)品驗收、進庫。
[0013]步驟(1)中所述的變質劑由Re6%、Til3%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 組成。
[0014]步驟(3)中所述的水淬處理是先將產(chǎn)品浸入處于常溫狀態(tài)的水玻璃介質中進行間隙式淬火15分鐘，再進行整體淬火I小時，淬火過程中水玻璃介質溫度控制在100-120°C。
[0015]與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0016]本發(fā)明各合金元素比例合理，特別是關鍵合金元素錳、碳的比例合理，保證了高錳鋼的抗沖擊性及耐磨性，另外，添加鎢、鑰，合理設置配比，另外制備過程中進行變質處理，使產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐高溫性能，高溫下不起皮，韌性好，適合長期在高溫環(huán)境中的鍛造部件。生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，具有良好的市場前景。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0018]實施例1:
[0019]一種耐高溫抗 磨高錳鋼，由以下組分按質量百分比組成:碳1.1、錳12、硅1.3、鉻
0.7、鎢3.5、鑰1.2、鎳1.0、鋁0.2、鎂0.09、稀土元素0.05、磷0.07、硫0.07、余量為鐵。
[0020]所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，包括以下制備步驟:
[0021](I)熔煉:向電爐內(nèi)加入工業(yè)純鐵、錳鐵、工業(yè)純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1750°C溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.3%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600°C ；
[0022](2)澆鑄:加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550°C ；
[0023](3)鑄后熱處理:將初品升溫至1300°C，保溫處理30分鐘，再冷卻至550°C進行空冷處理；然后再升溫至1100°c，保溫處理40分鐘，再進行水淬處理；
[0024](4)清理表面以及產(chǎn)品驗收、進庫。
[0025]步驟(1)中所述的變質劑由Re6%、Til3%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 組成。
[0026]步驟(3)中所述的水淬處理是先將產(chǎn)品浸入處于常溫狀態(tài)的水玻璃介質中進行間隙式淬火15分鐘，再進行整體淬火I小時，淬火過程中水玻璃介質溫度控制在100°C。
[0027]本實施例1的耐高溫抗磨高錳鋼，拉伸強度為1390MPa，延伸率16.2%，沖擊韌性78J/cm2。
【權利要求】
1.一種耐高溫抗磨高錳鋼，其特征在于:由以下組分按質量百分比組成:碳1.0-1.2、錳 11-13、硅 1.2-1.4、鉻 0.6-0.8、鎢 3.2-3.6、鑰 1.1-1.2、鎳 0.8-1.2、鋁 0.1-0.3、鎂0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷蘭0.08、硫蘭0.08、余量為鐵。
2.根據(jù)權利要求1所述的耐高溫抗磨高錳鋼，其特征在于:由以下組分按質量百分比組成:碳 1.1、錳 12、硅 1.3、鉻 0.7、鎢 3.5、鑰 1.2、鎳 1.0、鋁 0.2、鎂 0.09、稀土元素 0.05、磷蘭0.08、硫=0.08、余量為鐵。
3.根據(jù)權利 要求1所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，其特征在于:包括以下制備步驟: (1)熔煉:向電爐內(nèi)加入工業(yè)純鐵、錳鐵、工業(yè)純鋁等合金及金屬原料，加熱使之全部融化，在1730-1750°C溫度下維持30分鐘，加入熔煉液體重量0.2-0.5%的變質劑對熔煉后液體進行變質處理，出爐溫度為1600-1700°C ； (2)澆鑄:加入到鑄模中成型，得到初品，澆鑄溫度為1550-1600°C； (3)鑄后熱處理:將初品升溫至1200-1300°C，保溫處理30-40分鐘，再冷卻至450-550°C進行空冷處理；然后再升溫至1100-120(TC，保溫處理30-40分鐘，再進行水淬處理； (4)清理表面以及產(chǎn)品驗收、進庫。
4.根據(jù)權利要求3所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述的變質劑由 Re6%、Ti 13%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 組成。
5.根據(jù)權利要求3所述的耐高溫抗磨高錳鋼的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的水淬處理是先將產(chǎn)品浸入處于常溫狀態(tài)的水玻璃介質中進行間隙式淬火15分鐘，再進行整體淬火I小時，淬火過程中水玻璃介質溫度控制在100-120°C。
【文檔編號】C22C38/60GK103952645SQ201410142813
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權日:2014年4月10日
【發(fā)明者】倪菲菲 申請人:銅陵南江鑫鋼實業(yè)有限公司