本發(fā)明涉及一種合金鋼及其制備方法。

背景技術(shù)：

合金鋼已有一百多年的歷史了。工業(yè)上較多地使用合金鋼材大約是在19世紀(jì)后半期。當(dāng)時由于鋼的生產(chǎn)量和使用量不斷增大，機(jī)械制造業(yè)需要解決鋼的加工切削問題，1868年英國人馬希特(R.F.Mushet)發(fā)明了成分為2.5%Mn-7%W的自硬鋼，將切削速度提高到5米/分。隨著商業(yè)和運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,1870年在美國用鉻鋼(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度為 158.5米的大橋；由于加工構(gòu)件時發(fā)生困難,稍后,一些工業(yè)國家改用鎳鋼(3.5%Ni)建造大跨度的橋梁。與此同時,一些國家還將鎳鋼用于修造軍艦。隨著工程技術(shù)的發(fā)展，要求加快機(jī)械的轉(zhuǎn)動速度，1901年在西歐出現(xiàn)了高碳鉻滾動軸承鋼。1910年又發(fā)展出了18W-4Cr-1V型的高速工具鋼，進(jìn)一步把切削速度提高到30米/分?？梢姾辖痄摰膯柺篮桶l(fā)展，是適應(yīng)了社會生產(chǎn)力發(fā)展的要求，特別是和機(jī)械制造、交通運(yùn)輸和軍事工業(yè)的需要分不開的。

20世紀(jì)20年代以后，由于電弧爐煉鋼法被推廣使用，為合金鋼的大量生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件?；瘜W(xué)工業(yè)和動力工業(yè)的發(fā)展，又促進(jìn)了合金鋼品種的擴(kuò)大，于是不銹鋼和耐熱鋼在這段期間問世了。1920年德國人毛雷爾 (E.Maurer) 發(fā)明了18-8型不銹耐酸鋼，1929年在美國出現(xiàn)了Fe-Cr-Al電阻絲，到1939年德國在動力工業(yè)開始使用奧氏體耐熱鋼。第二次世界大戰(zhàn)以后至60年代，主要是發(fā)展高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的時代，由于航空工業(yè)和火箭技術(shù)發(fā)展的需要，出現(xiàn)了許多高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼新鋼種，如沉淀硬化型高強(qiáng)度不銹鋼和各種低合金高強(qiáng)度鋼等是其代表性的鋼種。60年代以后，許多冶金新技術(shù)，特別是爐外精煉技術(shù)被普遍采用，合金鋼開始向高純度、高精度和超低碳的方向發(fā)展，又出現(xiàn)了馬氏體時效鋼、超純鐵素體不銹鋼等新鋼種。國際上使用的有上千個合金鋼鋼號，數(shù)萬個規(guī)格，合金鋼的產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的10%，是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)大量使用的重要金屬材料。然后，目前市面上的合金鋼強(qiáng)度不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種強(qiáng)度高的合金鋼及其制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種合金鋼，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉100-102份、鉻5-7份、錳4-6份、鋇1-3份、鍶4-6份、鋱1-3份、鏑1-3份、鈥4-6份、氮化鈦粉1-3份、立方氮化硼微粉7-9份、硼化鋯1-3份、碳化鉿2-4份、碳化硅1-3份、碳化鈮1-3份和碳化鋯2-4份。

進(jìn)一步的，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉102份、鉻5份、錳4份、鋇1份、鍶4份、鋱1份、鏑1份、鈥4份、氮化鈦粉1份、立方氮化硼微粉7份、硼化鋯1份、碳化鉿2份、碳化硅1份、碳化鈮1份和碳化鋯2份。

進(jìn)一步的，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉100份、鉻7份、錳6份、鋇3份、鍶6份、鋱3份、鏑3份、鈥6份、氮化鈦粉3份、立方氮化硼微粉9份、硼化鋯3份、碳化鉿4份、碳化硅3份、碳化鈮3份和碳化鋯4份。

進(jìn)一步的，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉101份、鉻6份、錳5份、鋇2份、鍶5份、鋱2份、鏑2份、鈥5份、氮化鈦粉2份、立方氮化硼微粉8份、硼化鋯2份、碳化鉿3份、碳化硅2份、碳化鈮2份和碳化鋯3份。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種合金鋼的制備方法，包括以下步驟：

1）將鐵粉100-102份、鉻5-7份、錳4-6份、鋇1-3份、鍶4-6份、鋱1-3份、鏑1-3份和鈥4-6份一起倒入到金屬熔煉爐中，然后加熱至800℃，待所有原料完全熔化后進(jìn)行攪拌，制得液體金屬，備用；

2）將氮化鈦粉1-3份、立方氮化硼微粉7-9份、硼化鋯1-3份、碳化鉿2-4份、碳化硅1-3份、碳化鈮1-3份和碳化鋯2-4份加入到步驟1）制得的液體金屬中，加熱15分鐘，充分?jǐn)嚢瑁频没旌弦后w金屬，備用；

3）將步驟2）制得的混合液體金屬倒入到壓鑄機(jī)中進(jìn)行壓鑄，即得合金鋼。

本發(fā)明的有益效果是：通過添加有鋱、鏑、鈥等稀土元素對鐵進(jìn)行改性，使得鐵的相結(jié)構(gòu)和微觀組織都發(fā)生很大的變化，并且添加了氮化鈦粉、立方氮化硼微粉、硼化鋯、碳化鉿、碳化硅、碳化鈮和碳化鋯進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)，使得成品具有優(yōu)秀的強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種合金鋼，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉102份、鉻5份、錳4份、鋇1份、鍶4份、鋱1份、鏑1份、鈥4份、氮化鈦粉1份、立方氮化硼微粉7份、硼化鋯1份、碳化鉿2份、碳化硅1份、碳化鈮1份和碳化鋯2份。

一種合金鋼的制備方法包括以下步驟：

1）將鐵粉102份、鉻5份、錳4份、鋇1份、鍶4份、鋱1份、鏑1份和鈥4份一起倒入到金屬熔煉爐中，然后加熱至800℃，待所有原料完全熔化后進(jìn)行攪拌，制得液體金屬，備用；

2）將氮化鈦粉1份、立方氮化硼微粉7份、硼化鋯1份、碳化鉿2份、碳化硅1份、碳化鈮1份和碳化鋯2份加入到步驟1）制得的液體金屬中，加熱15分鐘，充分?jǐn)嚢?，制得混合液體金屬，備用；

3）將步驟2）制得的混合液體金屬倒入到壓鑄機(jī)中進(jìn)行壓鑄，即得合金鋼。

實(shí)施例2：

一種合金鋼，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉100份、鉻7份、錳6份、鋇3份、鍶6份、鋱3份、鏑3份、鈥6份、氮化鈦粉3份、立方氮化硼微粉9份、硼化鋯3份、碳化鉿4份、碳化硅3份、碳化鈮3份和碳化鋯4份。

一種合金鋼的制備方法，包括以下步驟：

1）將鐵粉100份、鉻7份、錳6份、鋇3份、鍶6份、鋱3份、鏑3份和鈥6份一起倒入到金屬熔煉爐中，然后加熱至800℃，待所有原料完全熔化后進(jìn)行攪拌，制得液體金屬，備用；

2）將氮化鈦粉3份、立方氮化硼微粉9份、硼化鋯3份、碳化鉿4份、碳化硅3份、碳化鈮3份和碳化鋯4份加入到步驟1）制得的液體金屬中，加熱15分鐘，充分?jǐn)嚢?，制得混合液體金屬，備用；

3）將步驟2）制得的混合液體金屬倒入到壓鑄機(jī)中進(jìn)行壓鑄，即得合金鋼。

實(shí)施例3：

一種合金鋼，包括以下重量份數(shù)配比的原料：鐵粉101份、鉻6份、錳5份、鋇2份、鍶5份、鋱2份、鏑2份、鈥5份、氮化鈦粉2份、立方氮化硼微粉8份、硼化鋯2份、碳化鉿3份、碳化硅2份、碳化鈮2份和碳化鋯3份。

一種合金鋼的制備方法，包括以下步驟：

1）將鐵粉101份、鉻6份、錳5份、鋇2份、鍶5份、鋱2份、鏑2份和鈥5份一起倒入到金屬熔煉爐中，然后加熱至800℃，待所有原料完全熔化后進(jìn)行攪拌，制得液體金屬，備用；

2）將氮化鈦粉2份、立方氮化硼微粉8份、硼化鋯2份、碳化鉿3份、碳化硅2份、碳化鈮2份和碳化鋯3份加入到步驟1）制得的液體金屬中，加熱15分鐘，充分?jǐn)嚢瑁频没旌弦后w金屬，備用；

3）將步驟2）制得的混合液體金屬倒入到壓鑄機(jī)中進(jìn)行壓鑄，即得合金鋼。

實(shí)驗(yàn)例

將本發(fā)明的合金鋼作為實(shí)驗(yàn)組，現(xiàn)有的合金鋼作為對照組進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，具體結(jié)果如下表所示：

通過對2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢查，本發(fā)明的合金鋼與現(xiàn)有的普通的合金鋼相比強(qiáng)度高，耐腐蝕性能優(yōu)秀。

本發(fā)明的有益效果是：通過添加有鋱、鏑、鈥等稀土元素對鐵進(jìn)行改性，使得鐵的相結(jié)構(gòu)和微觀組織都發(fā)生很大的變化，并且添加了氮化鈦粉、立方氮化硼微粉、硼化鋯、碳化鉿、碳化硅、碳化鈮和碳化鋯進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)，使得成品具有優(yōu)秀的強(qiáng)度。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。