CN104651711A - 一种多元复合变质铬镍钼铁合金及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多元复合变质铬镍钼铁合金及其制备工艺，铬镍钼铁合金组成质量百分比为：Cr15％-26％、Ni0.5％-2.5％、Mo1.0-2.5％、C2.0％-3.4％、Cu0.5％-1.5％、Mn0.5％-1.0％、Si0.6％-0.8％、B0.12％-0.30％、Re0.04％-0.06％，其余为Fe。本发明克服了现有技术的不足，改变现有耐磨铸铁合金材料中碳化合物的分布和形态，强化晶界，形成高硬度的硼化物，提高合金材料的淬透性和韧性。

Description

一种多元复合变质铬镍钼铁合金及其制备工艺

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，具体属于一种多元复合变质铬镍钼铁合金。

背景技术

高铬铬铸铁合金已经过近九十年的换代发展，作为重要的耐磨材料，广泛用于各种冶金、轧钢、矿山耐磨易损件的生产制造，并已部分替代了有着百年发展历史的高锰钢、普通白口铸铁。并取得了十分显著的社会、经济效益。但由于其组织中存在难以克服的网状脆性碳化物(M₃C)分布在其组织内部，当合金材料受到外力冲击、挤压时，其组织内部的碳化物与材料基体产生的界面会沿着碳化物扩展，最终引起耐磨合金材料的破碎。这就在一定程度上制约了耐磨铸铁合金材料的推广使用。为了解决实际应用中存在的问题，通过多元化微合金复合变质、球化等技术处理得到一种多元的铬镍钼铁合金高耐磨混合新材料，以满足新时期下高速发展的生产需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种多元复合变质铬镍钼铁合金，克服了现有技术的不足，改变现有耐磨铸铁合金材料中碳化合物的分布和形态，强化晶界，形成高硬度的硼化物，提高合金材料的淬透性和韧性。

本发明采用的技术方案如下：

一种多元复合变质铬镍钼铁合金，所述铬镍钼铁合金组成质量百分比为：Cr15％-26％、Ni0.5％-2.5％、Mo1.0-2.5％、C2.0％-3.4％、Cu0.5％-1.5％、Mn0.5％-1.0％、Si0.6％-0.8％、B0.12％-0.30％、Re0.04％-0.06％，其余为Fe，其中B和Re元素分别来自硼铁和稀土硅。

多元复合变质铬镍钼铁合金的制作工艺，使用250kg中频感应炉进行冶炼；

a、将生铁、碳素废钢、高碳铬铁配制成原铁液，铁液化清后以此加入Cr、Ni、Mo、Mn、Si、Cu合金，生温至1480℃扒渣；所述的生铁为马鞍山圣戈班Q12铸造；

b、再次撒入造渣剂造渣，扒渣，生温至1500℃投入纯铝0.05％进行脱氧；

c、脱氧后出炉，

d、转包，在转包前包底置B0.1％、Re0.06％，碎成3mm-8mm细颗粒300℃预热采用罩钟法用表面清洁的3mm铁板盖于包底；

e、铁液冲入包内，搅拌静置1min后挡渣浇铸

f、起型取出合金；

h、对合金铸件进行淬火450℃*1h、650℃*1.5h、980℃*2h空冷，回火250℃*2h空冷。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明合金中多元化的配以铬(Cr)镍(Ni)钼(Mo)澜铈金属(TREM)硼(B)钒(V)铌(Nb)钛(Ti)硅(Si)铝(Al)和氮(N)等化学元素使合金的细化晶粒、弥撒强化作用同稀土的净化作用同时得到良好的发挥，形成一种多元的铬镍钼铁合金混合型新材料。

具体实施方式

一种多元复合变质铬镍钼铁合金，所述铬镍钼铁合金组成质量百分比为：Cr15％-26％、Ni0.5％-2.5％、Mo1.0-2.5％、C2.0％-3.4％、Cu0.5％-1.5％、Mn0.5％-1.0％、Si0.6％-0.8％、B0.12％-0.30％、Re0.04％-0.06％，其余为Fe，其中B和Re元素分别来自硼铁和稀土硅。

多元复合变质铬镍钼铁合金的制作工艺，将生铁、碳素废钢、高碳铬铁配制成原铁液，当原铁液主要化学成分(质量分数)Cr15％-26％、Ni0.5％-2.5％、Mo1.0-2.5％、C2.0％-3.4％、Cu0.5％-1.5％、Mn0.5％-1.0％、Si0.6％-0.8％时用B和Re对原铁液进行复合变质处理，其含量B0.12％-0.30％、Re0.04％-0.06％。

使用250kg中频感应炉进行冶炼；具体步骤如下

a、将生铁、碳素废钢、高碳铬铁配制成原铁液，铁液化清后以此加入Cr、Ni、Mo、Mn、Si、Cu合金，生温至1480℃扒渣；

b、再次撒入造渣剂造渣，扒渣，生温至1500℃投入纯铝0.05％(其中纯铝0.05％相对于合金成份中的)进行脱氧；

c、脱氧后出炉，先浇铸试样1；

d、转包，在转包前包底置B0.1％、Re0.06％(其中B0.1％、Re0.06％相对于合金成份中的)，碎成3mm-8mm细颗粒300℃预热采用罩钟法用表面清洁的3mm铁板盖于包底；

e、铁液冲入包内，搅拌静置1min后挡渣浇铸试样2；

f、起型取出、打磨合金铸件，用线切割加工成10mm*10mm*70mm无缺口试块进行热处理及物理实验；

g、用HR-150A型硬度计测定硬度，在30/15型摆锤式冲击试验机上测试冲击韧度，在LIM-2000型金相显微镜中观察金相组织；

h、对合金铸件进行淬火450℃*1h、650℃*1.5h、980℃*2h空冷，回火250℃*2h空冷。

试样1、2的热处理工艺及力学性能如下：

经多元复合变质处理过的混合型铬镍钼铁合金材料其冲击韧度可达到6-7J/cm2(未经变质处理4-5J/cm2)。经金相分析组织内部碳化物明显细化，网状基本消失，最终使冲击韧性和耐磨性能明显提高，其在铸态下提高102％，热处理后提高90％以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种多元复合变质铬镍钼铁合金，其特征在于，所述铬镍钼铁合金组成质量百分比为：Cr 15％-26％、Ni 0.5％-2.5％、Mo 1.0-2.5％、C 2.0％-3.4％、Cu 0.5％-1.5％、Mn 0.5％-1.0％、Si 0.6％-0.8％、B 0.12％-0.30％、Re 0.04％-0.06％，其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的多元复合变质铬镍钼铁合金的制作工艺，其特征在于：a、将生铁、碳素废钢、高碳铬铁配制成原铁液，铁液化清后以此加入Cr、Ni、Mo、Mn、Si、Cu合金，生温至1480℃扒渣；

b、再次撒入造渣剂造渣，扒渣，生温至1500℃投入纯铝0.05％进行脱氧；

c、脱氧后出炉，

d、转包，在转包前包底置B 0.1％、Re 0.06％，碎成3mm-8mm细颗粒300℃预热采用罩钟法用表面清洁的3mm铁板盖于包底；

e、铁液冲入包内，搅拌静置1min后挡渣浇铸

f、起型取出合金；

h、对合金铸件进行淬火450℃*1h、650℃*1.5h、980℃*2h空冷，回火250℃*2h空冷。