CN104294177A - 一种锰镍合金钢 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：S1：熔炼，将生铁与废铁按1：(1-2)的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：Mn：3.6％-4.2％；Ni：1.8％-2.4％；Mo：2.5％-2.7％；C：0.2％-0.3％；Si：0.08％-0.12％；Cr：1.0％-1.6％；Ti：0.04％-0.06％；W：0.05％-0.1％；Nb：0.32％-0.36％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe；S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180-190℃/h速率升温至900-910℃，保温3-4h；再以120-140℃/h速率降温至600-620℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至400-420℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至300-320℃，保温1-2h；再以180-190℃/h速率升温至500-520℃，保温2-3h，取出空冷，得到锰镍合金钢。

Description

一种锰镍合金钢
技术领域
本发明属于钢铁材料技术领域，尤其涉及一种锰镍合金钢。
背景技术
随着经济的高速发展，世界对资源的消耗日益增加，钢铁作为一种重要的基础资源，对经济的发展起着重要的作用。目前，由于磨损和腐蚀的原因，每年在各领域有大量的钢铁由于失效而被废弃，一方面造成了资源的大量浪费，另一方面给使用者带来巨大的经济成本。钢铁的磨损主要是由于钢铁的机械性能不足，为了提高钢铁的使用价值，降低使用成本，需要对钢铁的机械性能进行改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种锰镍合金钢，其在韧性好的基础上，强度高。
本发明提出了一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
S1：熔炼，将生铁与废铁按1：(1-2)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、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：Mn：3.6％-4.2％；Ni：1.8％-2.4％；Mo：2.5％-2.7％；C：0.2％-0.3％；Si：0.08％-0.12％；Cr：1.0％-1.6％；Ti：0.04％-0.06％；W：0.05％-0.1％；Nb：0.32％-0.36％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180-190℃/h速率升温至900-910℃，保温3-4h；再以120-140℃/h速率降温至600-620℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至400-420℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至300-320℃，保温1-2h；再以180-190℃/h速率升温至500-520℃，保温2-3h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
优选地，在步骤S1中，生铁与废铁按2：3的比例投入炉中作为铁基来源。
优选地，在步骤S2中，由室温以185℃/h速率升温至906℃，保温3.5h；再以132℃/h速率降温至612℃，保温45min；再以85℃/h速率降温至410℃，保温40min；再以86℃/h速率降温至310℃，保温1.5h；再以185℃/h速率升温至510℃，保温2.5h，取出空冷。
优选地，在步骤S1中，铸锭的化学元素的质量百分数如下：C：0.22％-0.28％；Si：0.085％-0.11％；Cr：1.1％-1.5％；Mn：3.7-4.1；Ni：1.95-2.35％；Ti：0.045％-0.055％；W：0.06％-0.08％；Nb：0.32％-0.35％；Mo：2.55％-2.65％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。
优选地，在步骤S1中，铸锭的化学元素的质量百分数如下：C：0.24％；Si：0.09％；Cr：1.2％；Mn：3.9％；Ni：2.2％；Ti：0.05％；W：0.07％；Nb：0.33％；Mo：2.6％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。
本发明中，通过对合金钢的制备工艺进行优化，在熔炼过程中合理选择合金化元素，并控制了各元素的组合配比，合理设置了元素投放次序，在热处理过程中，对热处理制度进行了优化，使得合金在具有低碳钢优异的韧性和塑性的基础上，具有高强度的优点；在熔炼过程中，使用部分废铁作为铁基来源，提高了合金的质量均匀性并降低了合金的成本，对熔炼过程的控制可以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。
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
一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
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、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：C：0.24％；Si：0.09％；Cr：1.2％；Mn：3.9％；Ni：2.2％；Ti：0.05％；W：0.07％；Nb：0.33％；Mo：2.6％；S：0.02％；P：0.03％；余料为Fe；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以185℃/h速率升温至906℃，保温3.5h；再以132℃/h速率降温至612℃，保温45min；再以85℃/h速率降温至410℃，保温40min；再以86℃/h速率降温至310℃，保温1.5h；再以185℃/h速率升温至510℃，保温2.5h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
实施例2
一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
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、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：C：0.3％；Si：0.08％；Cr：1.6％；Mn：3.6％；Ni：2.4％；Ti：0.04％；W：0.1％；Nb：0.32％；Mo：2.7％；S：0.02％；P：0.03％；余料为Fe；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以190℃/h速率升温至900℃，保温4h；再以120℃/h速率降温至620℃，保温0.5h；再以90℃/h速率降温至400℃，保温1h；再以80℃/h速率降温至320℃，保温1h；再以190℃/h速率升温至500℃，保温3h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
实施例3
一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
S1：熔炼，将生铁与废铁按1：2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、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：C：0.2％；Si：0.12％；Cr：1.0％；Mn：4.2％；Ni：1.8％；Ti：0.06％；W：0.05％；Nb：0.36％；Mo：2.5％；S：0.02％；P：0.03％；余料为Fe；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180℃/h速率升温至910℃，保温3h；再以140℃/h速率降温至600℃，保温1h；再以80℃/h速率降温至420℃，保温0.5h；再以90℃/h速率降温至300℃，保温2h；再以180℃/h速率升温至520℃，保温2h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
在实施例1-3中，测试制得的锰镍合金钢的各项机械性能，性能数据如表1所示。
拉伸强度/MPa 延伸率/％ 断面收缩率/％
实施例1 1132 16 30
实施例2 1129 15 29
实施例3 1121 15 29
上述表1中数据表明，本发明所公开的合金在具有良好的韧塑性基础上，强度高。

Claims (5)

1.一种锰镍合金钢，其特征在于，按以下步骤制备获得：
S1：熔炼，将生铁与废铁按1：(1-2)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、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：Mn：3.6％-4.2％；Ni：1.8％-2.4％；Mo：2.5％-2.7％；C：0.2％-0.3％；Si：0.08％-0.12％；Cr：1.0％-1.6％；Ti：0.04％-0.06％；W：0.05％-0.1％；Nb：0.32％-0.36％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe；
S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180-190℃/h速率升温至900-910℃，保温3-4h；再以120-140℃/h速率降温至600-620℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至400-420℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至300-320℃，保温1-2h；再以180-190℃/h速率升温至500-520℃，保温2-3h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
2.根据权利要求1所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S1中，生铁与废铁按2：3的比例投入炉中作为铁基来源。
3.根据权利要求1所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S2中，由室温以185℃/h速率升温至906℃，保温3.5h；再以132℃/h速率降温至612℃，保温45min；再以85℃/h速率降温至410℃，保温40min；再以86℃/h速率降温至310℃，保温1.5h；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任一项所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S1中，铸锭的化学元素的质量百分数如下：C：0.22％-0.28％；Si：0.085％-0.11％；Cr：1.1％-1.5％；Mn：3.7-4.1；Ni：1.95-2.35％；Ti：0.045％-0.055％；W：0.06％-0.08％；Nb：0.32％-0.35％；Mo：2.55％-2.65％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。
5.根据权利要求1-43任一项所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S1中，铸锭的化学元素的质量百分数如下：C：0.24％；Si：0.09％；Cr：1.2％；Mn：3.9％；Ni：2.2％；Ti：0.05％；W：0.07％；Nb：0.33％；Mo：2.6％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe。
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