一種耐高溫變形的合金鋼材料及其制備方法
【專利摘要】一種耐高溫變形的合金鋼材料,其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.3-0.4、硅1.2-1.4、鉻3.2-3.5、鎢0.004-0.005、鉬0.03-0.05、Ni0.003-0.005、Mn2.3-2.5、Cu0.004-0.005、P≤0.030、S≤0.030、余量為鐵。本發(fā)明通過使用鉬、鎢原料組合，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金材料具有較好的綜合力學性能，不僅具有較高的強度和硬度、耐磨性好的特點，又保持良好的韌性，通過使用鉬和鎢，增加了耐高溫的特性；并使用部分廢鐵作為原料，使合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一；通過使用精煉劑，鑄件的氣孔度降低了1-2度。
【專利說明】一種耐高溫變形的合金鋼材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫變形的合金鋼材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]合金鋼的發(fā)展已經(jīng)有100多年的歷史了，到目前為止，多種多樣的合金鋼在工業(yè)上被應(yīng)用，主要有以下類型:調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、工具鋼、高速鋼、模具鋼、高中低碳合金鋼等，目前為止，雖然合金鋼技術(shù)得到很大發(fā)展，但是，仍有很多問題存在，如耐磨度、硬度、防銹性能、耐腐蝕性能、耐高低溫性能、脆性、韌性、成本等不能兼顧，在很多場合還不能滿足生產(chǎn)的要求，還需要進一步改進，以提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高安全性，為高精尖技術(shù)發(fā)展提供保障，為社會發(fā)展提供動力，任務(wù)還很艱巨。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫變形的合金鋼材料及其制備方法，該合金材料具有高的硬度、韌性、耐高溫蠕變性的特點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種耐高溫變形的合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.3-0.4、硅 1.2-1.4、鉻 3.2-3.5、鎢 0.004-0.005、鑰 0.03-0.05、Ni0.003-0.005、Μη2.3-2.5、Cu0.004-0.005、P ≤ 0.030、S≤ 0.030、余量為鐵。
[0005]所述的耐高溫變形的合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)、將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、N1、鉻；(2)鑰、Cu；(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為9-12分鐘，投料后攪拌均勻。
[0006]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200_230°C /小時速率升溫至930_940°C，保溫2.5-3小時；再以130-150°C /小時速率降溫至630_640°C，保溫30-60分鐘；再以100-120°C /小時速率降溫至320-340°C，保溫2-3小時；再以130_150°C /小時速率升溫至530-540 V，保溫2-3小時，取出空冷即得。
[0007]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 10-12、石灰石3_4、海泡石2-3、氟硅酸鈉2-3、硝酸鈉1-2、蛭石5-6、碳化硅9_11、鈦白粉2_3、瑩石6_8、氫氧化鋁8-10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8_15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過使用鑰、鎢原料組合，合理設(shè)置配比和生產(chǎn)工藝，合理設(shè)置投放次序，形成的合金材料具有較好的綜合力學性能，不僅具有較高的強度和硬度、耐磨性好的特點，又保持良好的韌性，通過使用鑰和鎢，增加了耐高溫的特性；并使用部分廢鐵作為原料，使合金的質(zhì)量穩(wěn)定均一。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，明顯提高成品率，特別是鑄件中的氣孔度降低1-2度，得到有效的控制，不會在鑄件表面產(chǎn)生氣孔，夾雜氧化物也明顯降低，氧化夾雜物在2級左右。

【具體實施方式】
[0009]一種耐高溫變形的合金鋼材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.3-0.4、硅 1.2-1.4、鉻 3.2-3.5、鎢 0.004-0.005、鑰 0.03-0.05、Ni0.003-0.005、Μη2.3-2.5、Cu0.004-0.005、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
[0010]所述的耐高溫變形的合金鋼材料的生產(chǎn)方法為:
(1)、將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等；
(2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、N1、鉻；(2)鑰、Cu；(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為11分鐘，投料后攪拌均勻。
[0011]所述的鑄后熱處理是:先由室溫以2201:/小時速率升溫至9361:，保溫2.8小時；再以140°C /小時速率降溫至635°C，保溫45分鐘；再以110°C /小時速率降溫至330°C，保溫2.5小時；再以140°C /小時速率升溫至535°C，保溫2.6小時，取出空冷即得。
[0012]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:工具鋼粉4、粘土 10、石灰石3、海泡石2、氟硅酸鈉2、 硝酸鈉2、蛭石5、碳化硅9、鈦白粉2、瑩石8、氫氧化鋁8、玉石粉3、蒙脫石2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、1%的納米碳粉，混合均勻后，在12-15Mpa下壓制成坯，然后，在900-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
[0013]本發(fā)明耐高溫變形的合金鋼材料的機械性能為:拉伸強度976MPa，屈服強度856MPa，延伸率14%，斷面收縮率24%，沖擊吸收功53J，沖擊韌性62J/cm2，硬度287HB。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫變形的合金鋼材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:碳 0.3-0.4、硅 1.2-1.4、鉻 3.2-3.5、鎢 0.004-0.005、鑰 0.03-0.05,Ni0.003-0.005、Μη2.3-2.5、Cu0.004-0.005、P ≤ 0.030、S ≤ 0.030、余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫變形的合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)、將生鐵與廢鐵按1:2比例投入爐中熔化作為鐵基質(zhì)來源；進行脫硫、脫氧、合金化、采用精煉劑精煉、澆鑄、鑄后熱處理等； (2)、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為:(I)硅、N1、鉻；(2)鑰、Cu；(3)其它剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為9-12分鐘，投料后攪拌均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫變形的合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的鑄后熱處理是:先由室溫以200-230°C /小時速率升溫至930-940°C，保溫2.5-3小時；再以130-150°C /小時速率降溫至630-640°C，保溫30-60分鐘；再以100_120°C /小時速率降溫至320-340°C，保溫2-3小時；再以130_150°C /小時速率升溫至530_540°C，保溫2_3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫變形的合金鋼材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:工具鋼粉3-4、粘土 10-12、石灰石3-4、海泡石2-3、氟硅酸鈉2-3、硝酸鈉1-2、蛭石5-6、碳化硅9-11、鈦白粉2_3、瑩石6_8、氫氧化鋁8_10、玉石粉3-4、蒙脫石1-2 ;制備方法是將各原料混合，加熱至熔融狀態(tài)并攪拌均勻去渣，然后，澆注入純凈水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；將所得粉末加入相當于粉末重量2-3%的硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ-550、1-2%的納米碳粉，混合均勻后，在8-15Mpa下壓制成坯，然后，在900_950°C下煅燒3-4小時，冷 卻后，再粉碎成150-250目粉末，即得。
【文檔編號】C22C33/04GK104073741SQ201410194580
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】肖穎 申請人:銅陵市明誠鑄造有限責任公司