CN104294163A - 一种锰铬高碳合金钢 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锰铬高碳合金钢，其所含化学元素的质量百分数如下：C：0.62％-0.66％；Si：1.26％-1.32％；Cr：1.86％-1.92％；Mn：2.24％-2.32％；Ti：0.9％-1.1％；Al：0.10％-0.14％；Ce：0.56％-0.58％；B：0.5％-0.7％；Mo：0.05％-0.12％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。按以下步骤进行制备：将生铁与废铁按2：(1-3)的比例投入炉中，进行脱硫脱氧后，依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭；将铸锭放入热处理炉中，先由室温升温至600-620℃保温3-4h；再升温至900-910℃保温3-4h；再降温至600-620℃保温0.5-1h；再降温至300-320℃保温1.5-2.5h；再升温至500-520℃保温2-3h，取出空冷得到锰铬高碳合金钢。

Description

一种锰铬高碳合金钢
技术领域
本发明属于钢铁材料技术领域，尤其涉及一种锰铬高碳合金钢。
背景技术
钢铁作为一种重要的基础物资，对国民经济的发展具有重要作用。随着经济的发展，我国钢铁行业虽然在低端钢铁领域成为了世界钢铁产量第一，但是高档钢材大量依赖于进口，同时，我国钢铁生产能耗大，钢铁行业利润较低，且抵抗市场风险能力不足。因此，开发具有良好的综合性能，且成本合理的钢铁材料，并探索出合理的钢铁制备工艺，对于我国国民经济具有重大作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种锰铬高碳合金钢，其综合性能好，硬度高。
本发明提出的一种锰铬高碳合金钢，其所含化学元素的质量百分数如下：
C：0.62％-0.66％；Si：1.26％-1.32％；Cr：1.86％-1.92％；Mn：2.24％-2.32％；Ti：0.9％-1.1％；Al：0.10％-0.14％；Ce：0.56％-0.58％；B：0.5％-0.7％；Mo：0.05％-0.12％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe；
根据上述配比，按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢：
S1：熔炼，将生铁与废铁按2：(1-3)的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后，依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以120-130℃/h速率升温至600-620℃，保温3-4h；再以180-190℃/h速率升温至900-910℃，保温3-4h；再以170-180℃/h速率降温至600-620℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至300-320℃，保温1.5-2.5h；再以180-190℃/h速率升温至500-520℃，保温2-3h，取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
优选地，在步骤S1中，生铁与废铁按1：1的比例投入炉中作为铁基来源。
优选地，在步骤S2中，在步骤S2中，由室温以125℃/h速率升温至610℃，保温3.5h；再以185℃/h速率升温至905℃，保温3.5h；再以175℃/h速率降温至610℃，保温45min；再以85℃/h速率降温至310℃，保温2h；再以185℃/h速率升温至510℃，保温2.5h，取出空冷。
优选地，所述取出空冷得到锰铬高碳合金钢所含化学元素的质量百分数如下：C：0.63％-0.65％；Si：1.27％-1.31％；Cr：1.88％-1.90％；Mn：2.25％-2.30％；Ti：0.95％-1.05％；Al：0.11％-0.14％；Ce：0.56％-0.58％；B：0.52％-0.68％；Mo：0.06％-0.11％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。
优选地，合金元素中，按质量百分数计，Mn：Cr：C为1：0.8-0.85：0.25-0.30。
优选地，合金元素中，按质量百分数计，Mn、Cr、C三者占总合金元素的55％-60％。
本发明中，首先对合金钢的化学元素进行合理选择，并优化了各元素的组合配比，为合金钢获得良好的综合性能奠定基础，对合金钢的制备工艺进行了优化，在熔炼过程中，采用生铁和废铁作为铁基来源，降低合金钢的成本，在脱硫脱氧后，按合理投放次序，加入合金元素，并有效控制合金的夹杂氧化物量和气孔度，从而保障了合金的性能；在热处理过程中，对热处理制度进行了优化，充分发挥合金元素的作用，获得优良的组织形态，使得合金钢兼顾了硬度、韧性和抗冲击性能，获得良好的综合性能。
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。
实施例1
一种锰铬高碳合金钢，其所含化学元素的质量百分数如下：
C：0.64％；Si：1.29％；Cr：1.89％；Mn：2.28％；Ti：1％；Al：0.12％；Ce：0.57％；B：0.6％；Mo：0.09％；S：0.02％；P：0.03％；余料为Fe；
根据上述配比，按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢：
S1：熔炼，将生铁与废铁按1：1的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后，依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先在步骤S2中，由室温以125℃/h速率升温至610℃，保温3.5h；再以185℃/h速率升温至905℃，保温3.5h；再以175℃/h速率降温至610℃，保温45min；再以85℃/h速率降温至310℃，保温2h；再以185℃/h速率升温至510℃，保温2.5h，取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
实施例2
一种锰铬高碳合金钢，其所含化学元素的质量百分数如下：
C：0.66％；Si：1.26％；Cr：1.92％；Mn：2.24％；Ti：1.1％；Al：0.10％；Ce：0.58％；B：0.5％；Mo：0.12％；S：0.02％；P：0.03％；余料为Fe；
根据上述配比，按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢：
S1：熔炼，将生铁与废铁按2：3的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后，依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以120℃/h速率升温至620℃，保温3h；再以190℃/h速率升温至900℃，保温4h；再以170℃/h速率降温至620℃，保温0.5h；再以90℃/h速率降温至300℃，保温2.5h；再以180℃/h速率升温至520℃，保温2h，取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
实施例3
一种锰铬高碳合金钢，其所含化学元素的质量百分数如下：
C：0.62％；Si：1.32％；Cr：1.86％；Mn：2.32％；Ti：0.9％；Al：0.14％；Ce：0.56％；B：0.7％；Mo：0.05％；S：0.02％；P：0.03％；余料为Fe；
根据上述配比，按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢：
S1：熔炼，将生铁与废铁按2：1的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后，依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以130℃/h速率升温至600℃，保温4h；再以180℃/h速率升温至910℃，保温3h；再以180℃/h速率降温至600℃，保温1h；再以80℃/h速率降温至320℃，保温1.5h；再以190℃/h速率升温至500℃，保温3h，取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
在实施例1-3中，测试制得的锰铬高碳合金钢的各项机械性能，性能数据如表1所示。
硬度/HB 屈服强度/MPa 延伸率/％ 断面收缩率/％
实施例1 346 958 12.6 25
实施例2 342 952 12.3 24
实施例3 343 955 12.1 24

Claims (6)

1.一种锰铬高碳合金钢，其特征在于，其所含化学元素的质量百分数如下：C：0.62％-0.66％；Si：1.26％-1.32％；Cr：1.86％-1.92％；Mn：2.24％-2.32％；Ti：0.9％-1.1％；Al：0.10％-0.14％；Ce：0.56％-0.58％；B：0.5％-0.7％；Mo：0.05％-0.12％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe；
根据上述配比，按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢：
S1：熔炼，将生铁与废铁按2：(1-3)的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后，依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以120-130℃/h速率升温至600-620℃，保温3-4h；再以180-190℃/h速率升温至900-910℃，保温3-4h；再以170-180℃/h速率降温至600-620℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至300-320℃，保温1.5-2.5h；再以180-190℃/h速率升温至500-520℃，保温2-3h，取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
2.根据权利要求1所述的锰铬高碳合金钢，其特征在于，在步骤S1中，生铁与废铁按1：1的比例投入炉中作为铁基来源。
3.根据权利要求1所述的锰铬高碳合金钢，其特征在于，在步骤S2中，由室温以125℃/h速率升温至610℃，保温3.5h；再以185℃/h速率升温至905℃，保温3.5h；再以175℃/h速率降温至610℃，保温45min；再以85℃/h速率降温至310℃，保温2h；再以185℃/h速率升温至510℃，保温2.5h，取出空冷。
4.根据权利要求1-3任一项所述的锰铬高碳合金钢，其特征在于，所述取出空冷得到锰铬高碳合金钢所含化学元素的质量百分数如下：C：0.63％-0.65％；Si：1.27％-1.31％；Cr：1.88％-1.90％；Mn：2.25％-2.30％；Ti：0.95％-1.05％；Al：0.11％-0.14％；Ce：0.56％-0.58％；B：0.52％-0.68％；Mo：0.06％-0.11％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。
5.根据权利要求1-4任一项所述的锰铬高碳合金钢，其特征在于，合金元素中，按质量百分数计，Mn：Cr：C为1：0.8-0.85：0.25-0.30。
6.根据权利要求1-5任一项所述的锰铬高碳合金钢，其特征在于，合金元素中，按质量百分数计，Mn、Cr、C三者占总合金元素的55％-60％。
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