CN103882321B - 一种低碳不锈钢材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低碳不锈钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.02‑0.03、铬16.0‑17.5、硅0.03‑0.05、铝0.2‑0.4、Mn2.6‑2.9、Ti0.005‑0.008、B0.2‑0.4、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明通过使用铬、锰、铝、硼等原料组合,合理设置配比和生产工艺,合理设置投放次序,形成的低碳钢不仅具有低碳钢的优异韧性和可塑性,还具有高强度、硬度高、耐磨性好的特点,而且具有优异的耐高温、防腐蚀性能;并且使用部分废铁作为原料,提高合金的质量稳定均一;本发明适用于多种部件,机械加工性能好,使用寿命长,安全系数高。通过加入精炼剂,气孔度降低1‑2度。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料制备领域,尤其涉及一种低碳不锈钢材料及其制备方法。
背景技术
合金钢的发展已经有100多年的历史了,到目前为止,多种多样的合金钢在工业上被应用,主要有以下类型:调质钢、弹簧钢、工具钢、高速钢、模具钢、高中低碳合金钢等,目前为止,虽然合金钢技术得到很大发展,但是,仍有很多问题存在,如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾,在很多场合还不能满足生产的要求,还需要进一步改进,以提高生产效率,降低成本,提高安全性,为高精尖技术发展提供保障,为社会发展提供动力,任务还很艰巨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低碳不锈钢材料及其制备方法,该合金材料具有良好的韧性、防腐蚀性和较高硬度的特点。
本发明的技术方案如下:
一种低碳不锈钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.02-0.03、铬16.0-17.5、硅0.03-0.05、铝0.2-0.4、Mn2.6-2.9、Ti0.005-0.008、B0.2-0.4、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的低碳不锈钢材料的生产方法,其特征在于:
(1)、将生铁与废铁按2:1比例投入炉中熔化作为铁基质来源;进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)硅、Mn;(2)铝、Ti;(3)其它剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为8-10分钟,投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是:先由室温以200-230℃/小时速率升温至925-935℃,保温3-4小时;再以140-160℃/小时速率降温至620-630℃,保温30-60分钟;再以100-120℃/小时速率降温至320-340℃,保温2-3小时;再以150-170℃/小时速率升温至510-530℃,保温2-3小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-4、粘土9-12、氧化镁3-4、氯化锌2-3、氟铝酸钠5-6、氧化铝1-2、铝矾土5-6、硼化钒1-2、二甲基氧化锡1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2;制备方法是将各原料混合,加热至熔融状态,然后,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末;将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉,混合均匀后,在8-15Mpa下压制成坯,然后,在900-950℃下煅烧3-4小时,冷却后,再粉碎成150-250目粉末,即得。
本发明的有益效果
本发明通过使用铬、锰、铝、硼等原料组合,合理设置配比和生产工艺,合理设置投放次序,形成的低碳钢不仅具有低碳钢的优异韧性和可塑性,还具有高强度、硬度高、耐磨性好的特点,而且具有优异的耐高温、防腐蚀性能;并且使用部分废铁作为原料,提高合金的质量稳定均一;本发明适用于多种部件,机械加工性能好,使用寿命长,安全系数高。本发明精炼剂用于铸造生产,明显提高成品率,特别是铸件中的气孔度降低1-2度,得到有效的控制,不会在铸件表面产生气孔,夹杂氧化物也明显降低,氧化夹杂物在2级左右。
具体实施方式
一种低碳不锈钢材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.02-0.03、铬16.0-17.5、硅0.03-0.05、铝0.2-0.4、Mn2.6-2.9、Ti0.005-0.008、B0.2-0.4、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。
所述的低碳不锈钢材料的生产方法:
(1)、将生铁与废铁按2:1比例投入炉中熔化作为铁基质来源;进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:(1)硅、Mn;(2)铝、Ti;(3)其它剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为9分钟,投料后搅拌均匀。
所述的铸后热处理是:先由室温以210℃/小时速率升温至920℃,保温3.4小时;再以150℃/小时速率降温至610℃,保温45分钟;再以110℃/小时速率降温至330℃,保温2.5小时;再以160℃/小时速率升温至520℃,保温2.5小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:工具钢粉3、粘土9、氧化镁3、氯化锌2、氟铝酸钠6、氧化铝1、铝矾土5、硼化钒1、二甲基氧化锡1、氢氧化铝8、玉石粉4、蒙脱石1;制备方法是将各原料混合,加热至熔融状态,然后,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末;将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉,混合均匀后,在8-15Mpa下压制成坯,然后,在900-950℃下煅烧3-4小时,冷却后,再粉碎成150-250目粉末,即得。
本发明低碳不锈钢材料的机械性能为:拉伸强度1328MPa,屈服强度936MPa,延伸率14.9%,断面收缩率21-38%,冲击吸收功52.3J,冲击韧性62.5J/cm2,硬度284HB。
Claims (1)
1.一种低碳不锈钢材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:碳0.02-0.03、铬16.0-17.5、硅0.03-0.05、铝0.2-0.4、Mn2.6-2.9、Ti0.005-0.008、B0.2-0.4、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁;
所述的低碳不锈钢材料的生产方法,
(1)、将生铁与废铁按2:1比例投入炉中熔化作为铁基质来源;进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理;
(2)、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为:1)硅、Mn;2)铝、Ti;3)其它剩余成分;各批次投入元素的时间间隔为8-10分钟,投料后搅拌均匀;
所述的铸后热处理是:先由室温以200-230℃/小时速率升温至925-935℃,保温3-4小时;再以140-160℃/小时速率降温至620-630℃,保温30-60分钟;再以100-120℃/小时速率降温至320-340℃,保温2-3小时;再以150-170℃/小时速率升温至510-530℃,保温2-3小时,取出空冷即得;
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:工具钢粉3-4、粘土9-12、氧化镁3-4、氯化锌2-3、氟铝酸钠5-6、氧化铝1-2、铝矾土5-6、硼化钒1-2、二甲基氧化锡1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2;制备方法是将各原料混合,加热至熔融状态,然后,浇注入纯净水中激冷,再粉碎成100-200目粉末;将所得粉末加入相当于粉末重量2-3%的硅烷偶联剂KH-550、1-2%的纳米碳粉,混合均匀后,在8-15MPa下压制成坯,然后,在900-950℃下煅烧3-4小时,冷却后,再粉碎成150-250目粉末,即得。
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硼含量对含硼不锈钢组织和性能的影响;佴启亮 等;《钢铁研究学报》;20130630;第25卷(第6期);第53-57页 * |
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