CN101497964B - 高硬韧低合金耐磨钢及其应用 - Google Patents

高硬韧低合金耐磨钢及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN101497964B
CN101497964B CN 200910037500 CN200910037500A CN101497964B CN 101497964 B CN101497964 B CN 101497964B CN 200910037500 CN200910037500 CN 200910037500 CN 200910037500 A CN200910037500 A CN 200910037500A CN 101497964 B CN101497964 B CN 101497964B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
steel
hard
alloy
low
Prior art date
Application number
CN 200910037500
Other languages
English (en)
Other versions
CN101497964A (zh
Inventor
刘�英
李卫
Original Assignee
暨南大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 暨南大学 filed Critical 暨南大学
Priority to CN 200910037500 priority Critical patent/CN101497964B/zh
Publication of CN101497964A publication Critical patent/CN101497964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101497964B publication Critical patent/CN101497964B/zh

Links

Abstract

本发明公开了一种硬度高、韧性好、加工硬化程度高、具有良好综合力学性能和淬透性能的高硬韧低合金耐磨钢。本发明的高硬韧低合金耐磨钢,由于加入铌、硼和稀土元素,使得高硬韧低合金耐磨钢淬透性更好,韧性更好,初始硬度高,加工硬化程度高,耐磨性能更好,从而扩大了材料的应用范围。本发明的高硬韧低合金耐磨钢适于制备磨损特别是冲击磨损工况用的零部件。

Description

高硬韧低合金耐磨钢及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种耐磨钢,特别涉及一种硬度高、韧性好、加工硬化程度高、具有良好综合力学性能和淬透性能的高硬韧低合金耐磨钢及其应用,属于金属耐磨材料技术领域。

背景技术

[0002] 目前在冶金、电力、建材、建筑、煤炭、化工等行业的冲击载荷磨损工况条件下,常用多元低合金耐磨钢。

[0003] 低合金耐磨钢通过在水中冷却淬火可得到马氏体基体为主的显微组织,从而具有一定的硬度、冲击韧性和耐磨性,在使用中不易变形和断裂。

[0004] 低合金耐磨钢的代表为铸造30CrMnSiMo钢,30CrMnSiMo钢V型缺口冲击韧度约为 23J/cm2,硬度约为47HRC。其缺点是钢的硬度、冲击韧性和耐磨性还有待提高,较厚大钢件淬透性有些不足。

发明内容

[0005] 本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种硬度高、韧性好、加工硬化程度高,具有良好综合力学性能和淬透性能的高硬韧低合金耐磨钢。

[0006] 本发明的另一目的在于提供上述高硬韧低合金耐磨钢的应用。

[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现:一种高硬韧低合金耐磨钢,含有下列质量百分比的化学成分:碳(C)O. 25〜0. 35%,硅(Si)O. 3〜2. 0%,锰(Mn)O. 3〜2. 0%,铬 (Cr)0. 5 〜2. 5%,钼(Mo)O. 1 〜1. 0%,铌(Nb)O. 01 〜0. 2%,硼(B)O. 0005 〜0. 01%,稀土元素(RE)O-Ol 〜0.3%,磷(P) ^ 0. 04%,m (S)彡 0.04%,余量为铁(Fe)。

[0008] 所述高硬韧低合金耐磨钢还可以包含以下一种或至少两种的化学成分,各化学成分质量百分含量为:镍0. 1〜2.0%,钨0. 1〜1.0%,铜0. 1〜1.0%,锆0.01〜0.2%,钛 0. 01 〜0. 2%,钒 0. 01 〜0. 2%或铝 0. 01 〜0. 1%。

[0009] 为了更好地实现本发明,所述碳的质量百分含量优选为0. 28〜0. 34%。

[0010] 所述铬的质量百分含量优选为1. 0〜2. 0%。

[0011] 所述高硬韧低合金耐磨钢在淬火热处理后的显微组织以马氏体为主。

[0012] 所述高硬韧低合金耐磨钢的制备方法,包括如下步骤:将生铁、废钢、纯金属和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至900〜1050°C保温不少于2小时,保温后将零部件在水中淬火冷却,再在280°C进行不少于2小时的回火处理,即得高硬韧低合金耐磨钢。

[0013] 所述纯金属为铜、镍中的一种或两种。

[0014] 所述制备方法中用到的生铁、废钢、纯金属、铁合金、硼合金和稀土合金等原材料均为公知的商品化普通原材料,均可从市场上购买获得。

[0015] 所述高硬韧低合金耐磨钢淬透性好,韧性和硬度高,加工硬化率较高,综合力学性能突出,耐磨性提高,扩大了低合金耐磨钢的应用范围,适于制备磨损特别是冲击磨损工况用的零部件。

[0016] 在所述高硬韧低合金耐磨钢中,硼⑶的作用为细化钢的晶粒,固溶强化基体,提高淬透性,提高冲击韧性,提高加工硬化率即钢的硬度,强化了钢的抗磨性;稀土元素(RE) 的作用为细化钢的晶粒,净化钢液;硼和稀土元素协同作用,能进一步细化钢的晶粒,提高钢的硬度和韧性,提高加工硬化率和抗冲击磨损性能;铌(Nb)的主要作用是细化钢的晶粒,固溶强化基体,提高淬透性;铌、硼和稀土元素交互和协同作用,能净化钢液,而且显著细化钢的晶粒,提高钢的硬度约2HRC(洛氏硬度),提高冲击韧性约5J/cm2,提高冲击磨料磨损加工硬化率10%以上、抗冲击磨料磨损性能20%以上以及淬透性25%以上;铬、钼、 镍、钨、锰、硅和铜的主要作用是提高钢的淬透性,固溶强化;钒、钛和锆的主要作用是细化钢的晶粒,固溶强化基体;铝和硅作用为净化钢液。

[0017] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明的高硬韧低合金耐磨钢,因为在钢中加入了铌、硼和稀土元素,使得低合金耐磨钢比起现有的钢种具有更多的优势:淬透性好,韧性好,初始硬度高,加工硬化程度高,耐磨性能更好;应用范围广,适于制备磨损特别是冲击磨损工况用的零部件。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。

[0019] 实施例1

[0020] 本实施例的低合金耐磨钢,含有下列质量比的化学成分:碳0. 25%,硅0. 55%,锰 0. 3 %,铬 2. 5 %,钼 0. 4 %,镍 0. 1 %,铌 0. 07 %,硼 0. 005 %,稀土元素 0. 3 %,磷 0. 031 %, 硫0. 04%,余量为铁。将生铁、废钢、纯金属镍和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至ioio°c保温 2小时,水淬热处理并在280°C保温2小时进行回火处理,硬度为47〜48HRC,V型缺口冲击韧度为31〜35J/cm2。

[0021] 与不含有铌、硼和稀土元素的低合金耐磨钢(按本实施例方法制备和处理,仅不含铌、硼和稀土元素,其他化学成分相同,其硬度为45HRC,V型缺口冲击韧度为26J/cm2)相比,本实施例的高硬韧低合金耐磨钢抗冲击磨料磨损性能提高22%,冲击磨料磨损加工硬化率提高12 %,淬透性以球磨机衬板件为例淬透厚度提高25 %以上。

[0022] 实施例2

[0023] 本实施例的低合金耐磨钢,含有下列质量比的化学成分:碳0.30%,硅2.0%,锰 0.7%,铬 1.2%,钼 1.0%,镍0. 45%,钛 0. 2%,铌 0. 12%,硼 0. 007%,稀土元素 0. 1%,磷 0. 032%,硫0. 035%,余量为铁。将生铁、废钢、纯金属镍和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至 920°C保温4小时,水淬热处理并在280°C保温2小时进行回火处理,硬度为49〜50HRC,V 型缺口冲击韧度为28〜32J/cm2。

[0024] 与不含有铌、硼和稀土元素的低合金耐磨钢(按本实施例方法制备和处理,仅不含铌、硼和稀土元素,其他化学成分相同,其硬度为47HRC,V型缺口冲击韧度为23J/cm2)相比,本实施例的低合金耐磨钢抗冲击磨料磨损性能提高20%,冲击磨料磨损加工硬化率提高10%,淬透性以球磨机衬板件为例淬透厚度提高25%以上。

[0025] 实施例3

[0026] 本实施例的低合金耐磨钢,含有下列质量比的化学成分:碳0. 35%,硅0. 95%,锰 2. 0%,铬0. 5%,钼 0. 6%,镍0. 25%,钨 1. 0%,铜 0. 1%,铌 0. 01%,硼 0. 0005%,稀土元素 0. 05 %,钛 0. 01 %,锆 0. 2 %,钒 0. 01 %,铝 0. 05 %,磷 0. 029 %,硫 0. 026 %,余量为铁。将

生铁、废钢、纯金属镍、铜和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至980°C保温4小时,水淬热处理

并在280°C保温4小时进行回火处理,硬度为51〜52HRC,V型缺口冲击韧度为26〜30J/

2

cm ο

[0027] 与不含有铌、硼和稀土元素的低合金耐磨钢(按本实施例方法制备和处理,仅不含铌、硼和稀土元素,其他化学成分相同,其硬度为49HRC,V型缺口冲击韧度为21J/cm2)相比,本实施例的低合金耐磨钢抗冲击磨料磨损性能提高20%,冲击磨料磨损加工硬化率提高10%,淬透性以球磨机衬板件为例淬透厚度提高25%以上。

[0028] 实施例4

[0029] 本实施例的低合金耐磨钢,含有下列质量比的化学成分:碳0.34%,硅0.77%, 锰 0. 55 %,铬 1. 0 %,钼 0. 81 %,铜 1. 0 %,钨 0. 1 %,钒 0. 2 %,铝 0. 01 %,铌 0. 08 %,硼 0. 006 %,稀土元素0.25%,磷0. 027 %,硫0. 028 %,余量为铁。将生铁、废钢、纯金属铜和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至950°C保温4小时,水淬热处理并在280°C保温4小时进行回火处理,硬度为50〜51HRC,V型缺口冲击韧度为27〜31J/cm2。

[0030] 与不含有铌、硼和稀土元素的低合金耐磨钢(按本实施例方法制备和处理,仅不含铌、硼和稀土元素,其他化学成分相同,其硬度为48HRC,V型缺口冲击韧度为22J/cm2)相比,本实施例的低合金耐磨钢抗冲击磨料磨损性能提高22%,冲击磨料磨损加工硬化率提高10%,淬透性以球磨机衬板件为例淬透厚度提高25%以上。

[0031] 实施例5

[0032] 本实施例的低合金耐磨钢,含有下列质量比的化学成分:碳0.28%,硅0.3%,锰 0. 9%,铬 2. 0%,钼 0. 1%,镍 2. 0%,锆 0. 01%,铌 0. 2%,硼 0. 01%,稀土元素 0. 01%,铝 0. 1 %,磷0. 04 %,硫0. 038 %,余量为铁。将生铁、废钢、纯金属镍和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至1050°C保温2小时水淬热处理并在280°C保温3小时进行回火处理,硬度为48〜 49HRC, V型缺口冲击韧度为30〜34J/cm2。

[0033] 与不含有铌、硼和稀土元素的低合金耐磨钢(按本实施例方法制备和处理,仅不含铌、硼和稀土元素,其他化学成分相同,其硬度为46HRC,V型缺口冲击韧度为25J/cm2)相比,本实施例的高硬韧低合金耐磨钢抗冲击磨料磨损性能提高22%,冲击磨料磨损加工硬化率提高12%,淬透性以球磨机衬板件为例淬透厚度提高25%以上

[0034] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1. 一种高硬韧低合金耐磨钢,含有下列质量百分比的化学成分:碳0. 34%,硅0. 77%, 锰 0. 55 %,铬 1. 0 %,钼 0. 81 %,铜 1. 0 %,钨 0. 1 %,钒 0. 2 %,铝 0. 01 %,铌 0. 08 %,硼 0. 006%,稀土元素 0. 25%,磷 0. 027%,硫 0. 028%,余量为铁;所述高硬韧低合金耐磨钢的制备方法,包括如下步骤:将生铁、废钢、纯金属和各种铁合金加入电炉冶炼,出炉钢液用硼合金和稀土合金在盛钢桶内做孕育变质处理,浇铸成型后,将铸造零部件加热至950°C保温4小时,保温后将零部件在水中淬火冷却,再在280°C保温4小时进行回火处理,即得高硬韧低合金耐磨钢。
2.根据权利要求1所述的高硬韧低合金耐磨钢,其特征在于:所述高硬韧低合金耐磨钢在淬火热处理后的显微组织以马氏体为主。
3. —种权利要求1或2所述的高硬韧低合金耐磨钢用于制备磨损工况用的零部件。
4. 一种权利要求1或2所述的高硬韧低合金耐磨钢用于制备冲击磨损工况用的零部件。
CN 200910037500 2009-03-02 2009-03-02 高硬韧低合金耐磨钢及其应用 CN101497964B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910037500 CN101497964B (zh) 2009-03-02 2009-03-02 高硬韧低合金耐磨钢及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910037500 CN101497964B (zh) 2009-03-02 2009-03-02 高硬韧低合金耐磨钢及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101497964A CN101497964A (zh) 2009-08-05
CN101497964B true CN101497964B (zh) 2012-06-06

Family

ID=40945234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910037500 CN101497964B (zh) 2009-03-02 2009-03-02 高硬韧低合金耐磨钢及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101497964B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102943267A (zh) * 2012-12-12 2013-02-27 江苏新亚特钢锻造有限公司 一种激光熔覆高耐磨镍基合金粉末及其制备方法

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101899624A (zh) * 2010-08-06 2010-12-01 常熟市龙特耐磨球有限公司;常熟市龙腾特种钢有限公司 高碳低合金大规格锻造矿用耐磨钢球及其制造方法
CN101956140B (zh) * 2010-09-28 2012-12-19 河南科技大学 一种大型球磨机用衬板及其铸造方法
CN102477517A (zh) * 2010-11-23 2012-05-30 中集车辆(集团)有限公司 球磨机烘干仓篦板及其制造方法
CN102586677A (zh) * 2012-03-23 2012-07-18 三一重型装备有限公司 一种低碳低合金钢及其制备方法
CN102691017A (zh) * 2012-03-27 2012-09-26 北京科技大学 一种具有nm550硬度的低成本耐磨钢板及制造方法
CN102653838A (zh) * 2012-05-10 2012-09-05 林进丰 耐磨铸钢斗齿的制备方法
CN102776438A (zh) * 2012-08-27 2012-11-14 内蒙古包钢钢联股份有限公司 一种铌镧微合金化Mn-B系超高强度钢板及其热处理工艺
CN102876993A (zh) * 2012-10-24 2013-01-16 章磊 一种高强度耐磨钢材料及其制作方法
CN103243277B (zh) * 2013-05-10 2015-08-19 武汉钢铁(集团)公司 一种hb400级抗裂纹高强度马氏体耐磨钢及生产方法
CN103438951A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 高正 合金钢耐磨防堵式风量及风速传感器
CN103627967A (zh) * 2013-11-12 2014-03-12 铜陵市肆得科技有限责任公司 一种泵壳用耐磨合金钢材料及其制备方法
CN103882328A (zh) * 2014-02-25 2014-06-25 南通东方科技有限公司 低合金高强度高韧性材料
CN104004963B (zh) * 2014-06-13 2015-12-30 哈尔滨工业大学 一种疏浚挖泥船铰刀齿及其制备方法
CN104528261A (zh) * 2014-11-28 2015-04-22 周正英 一种斗式提升机装置
CN105063497B (zh) * 2015-09-17 2017-10-17 东北大学 一种高耐磨性能易加工低合金耐磨钢板及其制造方法
CN105239006A (zh) * 2015-11-12 2016-01-13 薛亚红 一种高耐磨合金钢制备方法
CN105256251A (zh) * 2015-11-12 2016-01-20 薛亚红 一种高耐磨合金钢
CN105886946B (zh) * 2016-04-15 2018-06-08 芜湖德业摩擦材料有限公司 种刹车片摩擦块的制备方法
CN105965957A (zh) * 2016-05-16 2016-09-28 陈爱平 塑料编织袋自动切袋机冷切飞刀装置
CN106282767A (zh) * 2016-08-23 2017-01-04 合肥东方节能科技股份有限公司 轧机导辊用耐磨稀土合金材料及轧机导辊的热处理方法
CN106702272A (zh) * 2016-11-29 2017-05-24 河南科技大学 一种低合金铸钢衬板及其制备方法
CN106756590A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 南京信息工程大学 一种低合金钢及其热处理方法与浇筑方法
CN106756519A (zh) * 2017-02-28 2017-05-31 洛阳启明超硬材料有限公司 一种应用于铰链梁的合金钢材
CN107267869A (zh) * 2017-07-10 2017-10-20 合肥雄川机械销售有限公司 一种除草机刀片及其制备方法
CN107684970B (zh) * 2017-08-25 2019-05-14 洛阳博林合金材料有限公司 一种破碎机衬板及其制备方法
CN108018492A (zh) * 2017-12-19 2018-05-11 南京钢铁股份有限公司 种布氏硬度大于550hb的高级别低合金耐磨钢板及制造方法
CN108467992A (zh) * 2018-04-20 2018-08-31 安徽省宁国市亚晨碾磨铸件有限责任公司 一种低合金高耐磨挖掘机斗齿及其铸造工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1600889A (zh) 2004-10-26 2005-03-30 宁波浙东精密铸造有限公司 微合金马氏体耐磨铸钢及制造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1600889A (zh) 2004-10-26 2005-03-30 宁波浙东精密铸造有限公司 微合金马氏体耐磨铸钢及制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-328512A 2006.12.07

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102943267A (zh) * 2012-12-12 2013-02-27 江苏新亚特钢锻造有限公司 一种激光熔覆高耐磨镍基合金粉末及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101497964A (zh) 2009-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1210430C (zh) 中低碳锰系空冷贝氏体钢
CN104662193B (zh) 低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板
CN100489139C (zh) 一种高强度耐磨铸钢衬板及其制造方法
CN1100150A (zh) 耐冲击疲劳的抗磨合金铸铁
JP2012522886A (ja) 優れた靭性及び熱伝導率を有する熱間工具鋼
JP2014508218A (ja) 高い熱拡散率および高い耐摩耗性の工具鋼
CN1078626C (zh) 一种高硅耐磨铸钢的制造方法
CN100436633C (zh) 低碳高合金球磨机衬板钢及其制造方法
CN101613826B (zh) 制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁
CN102226254B (zh) 一种高强高韧耐蚀高温轴承齿轮钢及制备方法
CN101878319B (zh) 低组分奥氏体不锈钢
CN100402687C (zh) 一种多元高镍铬合金耐磨铸铁及其制备工艺
CN101240402A (zh) 一种复合辊环轧辊用铸造高硼高速钢及其热处理方法
CN101736200A (zh) 高碳钢多合金耐磨球及其生产方法
CN102140612A (zh) 多元合金铸钢斗齿及其生产工艺
CN100532619C (zh) 高硼低碳耐磨铸钢及其热处理方法
CN101487102B (zh) 无钼镍中铬耐磨铸钢件及其制造方法
CN101787496B (zh) 一种耐磨铸钢及其制备方法
JP5355837B2 (ja) スチール合金、プラスチック成形工具及びプラスチック成形工具用の強靭焼入れブランク
CN101381844A (zh) 冷作模具钢材料及其制作工艺
JP2002256382A (ja) 耐摩耗鋼板及びその製造方法
CN102330014B (zh) 一种抗磨铸铁材料
CN104685088A (zh) 低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板
CN102199737B (zh) 一种600hb级耐磨钢板及其制造方法
CN103556064A (zh) 亚稳奥氏体高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
C10 Entry into substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
TR01