CN104099523B - 一种叶轮用高碳高硼耐磨钢 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶轮用高碳高硼耐磨钢，所述耐磨钢各组分按质量分数如下：C：0.65～1.0％；Si：0.3～0.8％；Mn：1.0～1.5％；Cr：1.0～2.0％；B：0.4～0.8％；P：0～0.04％；S：0～0.04％；Ti：0.05～0.2％；余量为Fe；并按以下方式进行制备：按质量分数称取各原料，熔炼后进行浇注成型；入炉升温并保温后，在淬火油中进行油淬，油淬后放入保温炉中保温，缓慢降温至室温，得到耐磨钢。本发明的耐磨钢，其综合性能好。
Description
技术领域
本发明涉及叶轮材料技术领域，尤其涉及一种叶轮用高碳高硼耐磨钢。
背景技术
耐磨钢被广泛应用于工作条件特别恶劣，要求高强度、高耐磨性能的机械产品上。在煤棒挤压机领域中，广泛使用耐磨钢进行叶轮的制作。耐磨钢需要具有较高的硬度，因此，现有技术中，耐磨钢一般合金含量较高，虽然能满足硬度的要求，但塑韧性相对较差，同时热处理工艺不够完善，工艺生产的耐磨钢存在淬透性不足、硬度不均等缺陷，因而往往需要添加贵金属以提高淬透性，因此，增加了耐磨钢的生产成本。因此，需要进行改进，从而提高耐磨钢的综合性能，并降低耐磨钢的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种叶轮用高碳高硼耐磨钢，综合性能高。
本发明是通过以下技术方案实现的，一种叶轮用高碳高硼耐磨钢，所述耐磨钢各组分按质量分数如下：
C：0.65～1.0％；Si：0.3～0.8％；Mn：1.0～1.5％；Cr：1.0～2.0％；B：0.4～0.8％；P：0～0.04％；S：0～0.04％；Ti：0.05～0.2％；余量为Fe；
并按以下方式进行制备：
S1：按质量分数称取各原料，熔炼后进行浇注成型，得到耐磨钢半成品；
S2：将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
优选地，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至280℃保温120min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
优选地，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至650℃保温240min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
优选地，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1050℃保温210min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
优选地，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为120℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为14min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
优选地，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以50℃/h的升温速率从30℃升温至380℃保温480min后，480min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
本发明中，首先对耐磨钢的成分进行了优化，采用了合适的碳、锰、铬、硅含量，使得耐磨钢能够具有良好的硬度和耐磨性，采用了硼、钛的复合添加产生协同作用，可以细化耐磨钢的晶粒，固溶强化基体，提高耐磨钢的硬度、韧性、淬透性、加工硬化率和抗冲击磨损能力，同时，严格控制了磷和硫的含量，降低对耐磨钢性能产生的不利影响；对耐磨钢的热处理工艺进行了改进，进行不同温度区间的分段热处理方式，先采用三阶段逐步升温热处理方式，并控制不同阶段的热处理温度和热处理时间，改善耐磨钢的合金强化相分布，提高耐磨钢的性能均匀性，以油淬的方式进行淬火并优化了油淬的油温和淬火时间，进一步提升耐磨钢的性能均匀性，油淬之后对耐磨钢进行回火处理，对回火工艺进行了改善，控制了回火过程中的升温速率、回火温度、回火时间和冷却方式，提升了回火效果；因此，通过对耐磨钢的成分和热处理工艺进行优化，提高了耐磨钢的综合性能，并降低耐磨钢的生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
本发明所公开的叶轮用高碳高硼耐磨钢，各实施例中组分的质量分数如表1所示：
表1为各实施例的耐磨钢各组分的质量分数/％
| C | 0.8 | 1.0 | 0.65 |
| Si | 0.5 | 0.3 | 0.8 |
| Mn | 1.2 | 1.5 | 1.0 |
| Cr | 1.5 | 1.0 | 2.0 |
| B | 0.6 | 0.8 | 0.4 |
| P | 0.02 | 0.03 | 0.02 |
| S | 0.02 | 0.02 | 0.03 |
| Ti | 0.10 | 0.20 | 0.05 |
| Fe | 余量 | 余量 | 余量 |
实施例1
按以下步骤进行制备：
S1：按质量分数称取各原料，熔炼后进行浇注成型，得到耐磨钢半成品；
S2：将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至280℃保温120min后，升温至650℃保温240min后，升温至1050℃保温210min后，在油温为120℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为14min，油淬后放入保温炉中以50℃/h的升温速率从30℃升温至380℃保温480min后，480min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
实施例2
按以下步骤进行制备：
S1：按质量分数称取各原料，熔炼后进行浇注成型，得到耐磨钢半成品；
S2：将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至290℃保温115min后，升温至640℃保温250min后，升温至1100℃保温200min后，在油温为110℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为15min，油淬后放入保温炉中以100℃/h的升温速率从室温升温至375℃保温490min后，470min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
实施例3
按以下步骤进行制备：
S1：按质量分数称取各原料，熔炼后进行浇注成型，得到耐磨钢半成品；
S2：将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270℃保温125min后，升温至670℃保温230min后，升温至1000℃保温220min后，在油温为130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12min，油淬后放入保温炉中以20℃/h的升温速率从100℃升温至385℃保温470min后，490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
实施例1-3中，测试制得的耐磨钢的各项性能，性能数据如表2所示。
| 洛氏硬度/HRC | 冲击韧度/J·cm-2 | |
| 实施例1 | 64 | 11.8 |
| 实施例2 | 65 | 10.5 |
| 实施例3 | 62 | 11.2 |
上述表2中数据表明，本发明所公开的耐磨钢具有良好综合性能。
Claims (6)
1.一种叶轮用高碳高硼耐磨钢，其特征在于，所述耐磨钢各组分按质量分数如下：
C：0.65～1.0％；Si：0.3～0.8％；Mn：1.0～1.5％；Cr：1.0～2.0％；B：0.4～0.8％；P：0～0.04％；S：0～0.04％；Ti：0.05～0.2％；余量为Fe；
并按以下方式进行制备：
S1：按质量分数称取各原料，熔炼后进行浇注成型，得到耐磨钢半成品；
S2：将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
2.根据权利要求1所述的叶轮用高碳高硼耐磨钢，其特征在于，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至280℃保温120min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
3.根据权利要求1所述的叶轮用高碳高硼耐磨钢，其特征在于，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至650℃保温240min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
4.根据权利要求1所述的叶轮用高碳高硼耐磨钢，其特征在于，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1050℃保温210min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
5.根据权利要求1所述的叶轮用高碳高硼耐磨钢，其特征在于，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为120℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为14min，油淬后放入保温炉中以20～100℃/h的升温速率从室温～100℃升温至375～385℃保温470～490min后，470～490min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
6.根据权利要求1所述的叶轮用高碳高硼耐磨钢，其特征在于，在S2中，将S1中获得的耐磨钢半成品入炉升温至270～290℃保温115～125min后，升温至640～670℃保温230～250min后，升温至1000～1100℃保温200～220min后，在油温为110～130℃的淬火油中进行油淬，淬火时间为12～15min，油淬后放入保温炉中以50℃/h的升温速率从30℃升温至380℃保温480min后，480min缓慢降温至室温，得到耐磨钢。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high carbon and high boron wear-resistant steel for impellers Granted publication date: 20160413 Pledgee: China Construction Bank Corporation Ningguo sub branch Pledgor: NINGGUO DONGFANG MILLING MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2024980000461 |