CN103627972A - 一种ZG25MnSY3铸件材料及铸件制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量%组成：C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。本发明还公开了利用上述ZG25MnSY3材料制备铸件的方法。本发明的铸件材料，经过电弧炉和精炼炉熔炼及在精炼后期加入变质剂，具有良好的金相组织，机械性能大幅度提高，强度和韧性提高，使用寿命延长。
Description
技术领域
本发明属于铸造材料技术领域，涉及一种ZG25MnSY3铸件材料，本发明还涉及利用该种ZG25MnSY3材料制备铸件的方法。
背景技术
随着铸造技术的发展，对铸件的性能要求越来越高，这就要求铸件要有较好的材料、良好的金相组织和较高的机械性能，才能保证铸件在使用过程中耐磨、耐疲劳，保证铸件在使用过程中不发生变形、断裂。尤其是在地下采煤的煤井中，铸件的安全性对操作人员生命的安全、设备运行的连续性工作，均起到了至关重要的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种ZG25MnSY3铸件材料，解决了现有铸件在使用过程中耐磨、耐疲劳性能不足，在使用过程中易发生变形、断裂的问题。
本发明的另一目的是提供一种利用该种ZG25MnSY3材料制备铸件的方法。
本发明所采用的技术方案是，一种ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量%组成：
C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。
本发明所采用的另一技术方案是，一种利用上述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、利用EBT电炉进行初练
1.1）成分控制，电炉出钢时应满足C≤0.15%、P≤0.005%；
1.2）选用杂质少、低P、S的优质废钢、料头
第一罐料配入石灰为钢水重量的4～5%；氧化期及时大量放渣和补加渣料，确保出钢时P≤0.005%；
1.3）采用留钢留渣操作，留钢量5～7t，严禁氧化渣进入精炼包；
1.4）初炼炉出钢温度：1650～1680℃，预脱氧操作时使用强脱氧剂为0.5Kg/t钢。
步骤2、利用LF精炼炉进行精炼
2.1）将精炼包吊到钢包车上后尽快进行氩气置换；
精炼包的准备过程是：
2.1.1）检查精炼包各部位，确认各部位正常；
2.1.2）精炼包必须清理干净，包衬无废钢、无粘渣，渣线挖补面积不大于渣线面积的50%；
安装好滑动水口，确认机构处于良好工作状态；
2.1.3）检查透气砖的残高和透气性，确保残高安全，透气良好；精炼包使用前必须烘烤良好；
2.2）将精炼包送达精炼工位后，测温、加渣料，
渣料组成为：石灰与萤石质量比为4-5：1，精炼炉渣后控制在200±10mm；
2.3）扩散脱氧剂选用C粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉，扩散脱氧剂要分批加入，待炉渣变白、粘度合适，测温取样后，根据分析结果，钢水温度升到≥1620℃后调整合金成分，合金化后将温度升到1590±10℃，取全分析样和气体样，待成份合适和气体成份达到[O]≤30ppm、[N]≤70ppm、[H]≤3.0ppm；
2.4）在精炼后期LF精炼炉内要保持微正压，继续加入扩散脱氧剂，保持还原气氛；
2.5）精炼时间不低于45分钟，上述的合金组分加完后要求精炼白渣保持时间≥20分钟，出钢前加入钒铁合金；
2.6）精炼炉出钢温度为1580±10℃；
步骤3、进行浇注
浇注要求低温快注，浇注温度为1545±10℃，同时铸件按铸造工艺图造型完毕，按浇注工艺温度浇注，铸件保温、打箱、精整后得到ZG25MnSY3铸件；
步骤4、对ZG25MnSY3铸件进行正回火，即成。
本发明的有益效果是，通过对比现有铸件材料，通过降低和增加某些合金元素，经过电弧炉和精炼炉熔炼及在精炼后期加入变质剂，保证铸件化学成份，通过合理、合适的热处理工艺，使铸件得到良好的金相组织，并使铸件机械性能大幅度的提高，提高铸件的强度和韧性，减少铸件备件更换频率，延长铸件使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量%组成：
C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。
参照表1，是本发明ZG25MnSY3铸件材料的组织设计要求性能指标。
表1，本发明ZG25MnSY3铸件材料组织设计要求性能指标
本发明ZG25MnSY3铸件材料其他的技术指标还包括：
1）O≤50ppm、H≤10ppm、N≤150ppm；
2）退火组织为珠光体加铁素体，晶粒度8级以上；
3）铸后完全退火（正火+高温回火），组织为少量粒状贝氏体+珠光体+铁素体，晶粒度9级以上。
本发明利用上述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，包括电炉初炼→LF精炼→浇注→热处理工艺，各个组分在冶炼过程中陆续添加，实行最终的化学成分质量百分比控制，具体按照以下步骤实施：
步骤1、利用EBT电炉进行初练
1.1）成分控制（元素质量含量%）：为了保证LF精炼时化学成分合格，电炉出钢时应满足C≤0.15%、P≤0.005%；
1.2）选用杂质少、低P、S的优质废钢、料头（取其中的Fe和P、S）
熔清确保残余满足工艺要求，第一罐料配入石灰为钢水重量的4～5%；氧化期及时大量放渣和补加渣料，确保出钢时P≤0.005%；
1.3）采用留钢留渣操作，留钢量5～7t，严禁氧化渣进入精炼包；
1.4）初炼炉出钢温度：1650～1680℃，预脱氧操作时使用强脱氧剂（比如Al）为0.5Kg/t钢。
步骤2、利用LF精炼炉进行精炼
2.1）将精炼包吊到钢包车上后尽快进行氩气置换；
精炼包的准备过程是：
2.1.1）检查精炼包各部位，确认各部位正常；
2.1.2）精炼包必须清理干净，包衬无废钢、无粘渣，渣线挖补面积不大于渣线面积的50%，不得使用新砌包或新更换包底的钢包；安装好滑动水口，确认机构处于良好工作状态；
2.1.3）检查透气砖的残高和透气性，确保残高安全，透气良好；精炼包使用前必须烘烤良好；
2.2）将精炼包送达精炼工位后，测温、加渣料，
渣料组成为：石灰与萤石质量比为4-5：1，精炼炉渣后控制在200mm±10左右；
2.3）扩散脱氧剂选用C粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉，为了保证炉内还原气氛，扩散脱氧剂要分批加入，待炉渣变白、粘度合适，测温取样后，根据分析结果，钢水温度升到≥1620℃后调整合金成分，合金化后将温度升到1590±10℃，取全分析样和气体样，待成份合适和气体成份达到[O]≤30ppm、[N]≤70ppm、[H]≤3.0ppm；
2.4）在精炼后期LF精炼炉内要保持微正压，继续加入扩散脱氧剂，保持还原气氛；
在精炼过程中，要时刻观察氩气情况，适时调整氩气压力和流量，以不裸露钢水面为宜；
2.5）精炼时间不低于45分钟，上述的合金组分加完后要求精炼白渣保持时间≥20分钟，出钢前加入钒铁合金；
2.6）精炼炉出钢温度为1580±10℃。
自此，铸件质量成分均符合设计要求，其中四个实施例炉次（四炉钢）最终成分参照表2-1至表2-4；
表2-1，本发明实施例1的最终成分表（元素含量为质量%）
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.29 | 0.32 | 1.1 | 0.015 | 0.01 | 0.55 |
| Ni | Mo | V | Nb | Cu | Al |
| 0.56 | 0.38 | 0.095 | 0.045 | 0.25 | 0.034 |
气体成分为：[O]=26ppm、[N]=54ppm、[H]=3.1ppm。
表2-2，本发明实施例2的最终成分表（元素含量为质量%）
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.26 | 0.35 | 1.15 | 0.013 | 0.012 | 0.5 |
| Ni | Mo | V | Nb | Cu | Al |
| 0.44 | 0.33 | 0.1 | 0.03 | 0.3 | 0.04 |
气体成分为：[O]=20ppm、[N]=60ppm、[H]=4ppm。
表2-3，本发明实施例3的最终成分表（元素含量为质量%）
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.28 | 0.41 | 1.18 | 0.010 | 0.005 | 0.4 |
| Ni | Mo | V | Nb | Cu | Al |
| 0.51 | 0.40 | 0.12 | 0.04 | 0.2 | 0.05 |
气体成分为：[O]=30ppm、[N]=55ppm、[H]=8ppm。
表2-4，本发明实施例4的最终成分表（元素含量为质量%）
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
| 0.27 | 0.4 | 1.2 | 0.02 | 0.009 | 0.38 |
| Ni | Mo | V | Nb | Cu | Al |
| 0.45 | 0.36 | 0.14 | 0.05 | 0.15 | 0.03 |
气体成分为：[O]=27ppm、[N]=53ppm、[H]=6ppm。
步骤3、进行浇注
浇注要求低温快注，浇注温度为1545±10℃，同时铸件按铸造工艺图造型完毕，按浇注工艺温度浇注，铸件保温、打箱、精整后得到ZG25MnSY3铸件。
步骤4、对ZG25MnSY3铸件进行正回火
注意事项：火焰不得直烧工件，正火时采用风机冷却，铸件装炉时垫平放稳，装炉热处理，按照工艺执行。
铸件在正火工艺是：在200±10℃保温3±0.1小时，保证铸件心部和外表面温度均匀后再升温，升温速度不易过高，升温速度控制在≤50℃/h（升温速度过高，容易引起铸件的变形及心部和表面温差太大引起的应力裂纹；而升温速度过低，则浪费时间、浪费能源）；铸件升温至650±10℃时，进一步保温4±0.1小时，均匀表面和心部温度；铸件温度均匀后再升温，升温速度控制在≤60℃/h；铸件温度加热至920±10℃保温16±0.2小时，然后出炉进行正火喷雾处理（在喷雾时要求风机运行良好，喷雾均匀）；待铸件降温至150-200℃，保温3±0.1小时，重新进炉回火热处理，升温速度控制在≤60℃/h，铸件温度加热至620±10℃保温20±0.2小时，以便消除铸造应力和正火应力，空气冷却至室温，即成。
回火结束后，在四个实施例铸件上分别切取附铸试验料，加工成标准一个拉伸试样和三个冲击试样，按标准经行性能测试，经过试验测试，最终性能如表3所示，符合表2的设计要求。
表3，本发明实施例ZG25MnSY3组织性能实测指标
综上所述，本发明的ZG25MnSY3材料及其铸件符合设计要求，具有优良的机械性能，具有良好的应用前景。
Claims (3)
1.一种ZG25MnSY3铸件材料，其特点在于，由以下组分按照质量%组成：C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。
2.一种利用权利要求1所述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，其特点在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、利用EBT电炉进行初练
1.1）成分控制，即元素质量含量%：为了保证LF精炼时化学成分合格，电炉出钢时应满足C≤0.15%、P≤0.005%；
1.2）选用杂质少、低P、S的优质废钢、料头
第一罐料配入石灰为钢水重量的4～5%；氧化期及时大量放渣和补加渣料，确保出钢时P≤0.005%；
1.3）采用留钢留渣操作，留钢量5～7t，严禁氧化渣进入精炼包；
1.4）初炼炉出钢温度：1650～1680℃，预脱氧操作时使用强脱氧剂为0.5Kg/t钢。
步骤2、利用LF精炼炉进行精炼
2.1）将精炼包吊到钢包车上后尽快进行氩气置换；
精炼包的准备过程是：
2.1.1）检查精炼包各部位，确认各部位正常；
2.1.2）精炼包必须清理干净，包衬无废钢、无粘渣，渣线挖补面积不大于渣线面积的50%；
安装好滑动水口，确认机构处于良好工作状态；
2.1.3）检查透气砖的残高和透气性，确保残高安全，透气良好；精炼包使用前必须烘烤良好；
2.2）将精炼包送达精炼工位后，测温、加渣料，
渣料组成为：石灰与萤石质量比为4-5：1，精炼炉渣后控制在200±10mm；
2.3）扩散脱氧剂选用C粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉，扩散脱氧剂要分批加入，待炉渣变白、粘度合适，测温取样后，根据分析结果，钢水温度升到≥1620℃后调整合金成分，合金化后将温度升到1590±10℃，取全分析样和气体样，待成份合适和气体成份达到[O]≤30ppm、[N]≤70ppm、[H]≤3.0ppm；
2.4）在精炼后期LF精炼炉内要保持微正压，继续加入扩散脱氧剂，保持还原气氛；
2.5）精炼时间不低于45分钟，上述的合金组分加完后要求精炼白渣保持时间≥20分钟，出钢前加入钒铁合金；
2.6）精炼炉出钢温度为1580±10℃；
步骤3、进行浇注
浇注要求低温快注，浇注温度为1545±10℃，同时铸件按铸造工艺图造型完毕，按浇注工艺温度浇注，铸件保温、打箱、精整后得到ZG25MnSY3铸件；
步骤4、对ZG25MnSY3铸件进行正回火，即成。
3.根据权利要求2所述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，其特点在于：所述的正回火工艺过程是：
在200±10℃保温3±0.1小时，升温速度控制在≤50℃/h，铸件升温至650±10℃时，保温4±0.1小时；升温速度控制在≤60℃/h，铸件温度加热至920±10℃保温16±0.2小时，然后出炉进行正火喷雾处理；待铸件降温至150-200℃，保温3±0.1小时，重新进炉回火热处理，升温速度控制在≤60℃/h，铸件温度加热至620±10℃保温20±0.2小时，空气冷却至室温。
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| CN (1) | CN103627972B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105002438A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-28 | 中冶陕压重工设备有限公司 | 一种SY17MnNiVNbTi钢及其钢结构件制备方法 |
| CN107058680A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-08-18 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种生产中碳低硅冷镦钢的lf精炼脱氧造渣方法 |
| CN108048744A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-18 | 梅州市梅县区雄辉实业有限公司 | 一种高韧性抗磨钢及其制备方法 |
| CN108070766A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 宜兴市乐华冶金辅助材料有限公司 | 一种高耐磨合金铸件材料 |
| CN110468329A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-19 | 中冶陕压重工设备有限公司 | ZG-SY09MnCrNiMo RE钢及铸件制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09279233A (ja) * | 1996-04-10 | 1997-10-28 | Nippon Steel Corp | 靱性に優れた高張力鋼の製造方法 |
| JPH1060579A (ja) * | 1996-08-23 | 1998-03-03 | Nippon Steel Corp | 冷間成形部の材質差の少ない高溶接性冷間成形角形鋼管及びその製造方法 |
| US20120186704A1 (en) * | 2009-06-24 | 2012-07-26 | Jfe Steel Corporation | High-strength seamless steel tube, having excellent resistance to sulfide stress cracking, for oil wells and method for manufacturing the same |
-
2013
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09279233A (ja) * | 1996-04-10 | 1997-10-28 | Nippon Steel Corp | 靱性に優れた高張力鋼の製造方法 |
| JPH1060579A (ja) * | 1996-08-23 | 1998-03-03 | Nippon Steel Corp | 冷間成形部の材質差の少ない高溶接性冷間成形角形鋼管及びその製造方法 |
| US20120186704A1 (en) * | 2009-06-24 | 2012-07-26 | Jfe Steel Corporation | High-strength seamless steel tube, having excellent resistance to sulfide stress cracking, for oil wells and method for manufacturing the same |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105002438A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-28 | 中冶陕压重工设备有限公司 | 一种SY17MnNiVNbTi钢及其钢结构件制备方法 |
| CN108070766A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 宜兴市乐华冶金辅助材料有限公司 | 一种高耐磨合金铸件材料 |
| CN107058680A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-08-18 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种生产中碳低硅冷镦钢的lf精炼脱氧造渣方法 |
| CN108048744A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-18 | 梅州市梅县区雄辉实业有限公司 | 一种高韧性抗磨钢及其制备方法 |
| CN110468329A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-19 | 中冶陕压重工设备有限公司 | ZG-SY09MnCrNiMo RE钢及铸件制备方法 |
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