CN104694825A - 一种耐腐蚀铸造高碳钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀铸造高碳钢及其制备方法，该铸造高碳钢由以下化学成分按重量百分比组成：碳0.8-1.2％、硅1.2-1.6％、锰0.5-0.8％、铜1.5-1.8％、钛0.3-0.5％、铝0.15-0.18％、硼0.08-0.15％、Mo 0.1-0.3％、N 0.10-0.20％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁。制备方法：(1)冶炼；(2)当钢水温度达到1500-1550℃时，依次加入钢水质量分数的1.6-1.8％的金属铝、1.2-1.5％的硅铁、0.1-0.3％的硼铁、0.2-0.5％的钛铁和0.8-1.5％的锰铁，然后将钢水升温至1600-1650℃，保温2-3小时后出炉，将钢水注入浇包；(3)进行微合金化处理；(4)扒渣，浇入铸型；(5)热处理。本发明通过合理设置配比和制备工艺，形成的铸造高碳钢具有极高的强度、硬度、耐大气腐蚀好和耐高温腐蚀性能的优点。

Description

一种耐腐蚀铸造高碳钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸钢技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀铸造高碳钢及其制备方法。

背景技术

铸钢是在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金的总称，铸造合金的一种。铸钢是以铁、碳为主要元素的合金，碳含量0-2％。目前为止铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢三类。

铸造碳钢是碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢，含碳小于0.2％的为铸造低碳钢，含碳0.2-0.5％的为铸造中碳钢，含碳大于0.5％的为铸造高碳钢，随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等，在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。但是，由于室外环境的多样化，铸钢材料对抗酸碱腐蚀性也要有一定的要求，目前的铸造高碳钢无法达到实际应用的标准。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐腐蚀铸造高碳钢，具有优异的耐腐蚀性能和耐磨损性能，且强度高，韧性好。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种耐腐蚀铸造高碳钢，该铸造高碳钢由以下化学成分按重量百分比组成：碳 0.8-1.2％、硅 1.2-1.6％、锰 0.5-0.8％、铜 1.5-1.8％、钛 0.3-0.5％、铝0.15-0.18％、硼 0.08-0.15％、Mo 0.1-0.3％、N 0.10-0.20％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁。

所述的耐腐蚀铸造高碳钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述铸造低碳钢的化学组成及其重量百分比，在电炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；

(2)当钢水温度达到1500-1550℃时，依次加入钢水质量分数的1.6-1.8％的金属铝、1.2-1.5％的硅铁、0.1-0.3％的硼铁、0.2-0.5％的钛铁和0.8-1.5％的锰铁，然后将钢水升温至1600-1650℃，保温2-3小时后出炉，并将钢水注入浇包；

(3)将稀土镁硅铁、硅钙钡铝合金和钒铁破碎至粒度为8-10mm，烘干，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理，其中稀土镁硅铁加入量是注入浇包内钢水质量分数的1.0-1.3％，硅钙钡铝合金加入量是注入浇包内钢水质量分数的1.0-1.3％，钒铁加入量是注入浇包内钢水质量分数的0.10-0.15％；

(4)扒渣，当钢水温度降至1350-1400℃，将钢水浇入铸型；

(5)铸件经开箱、清砂后进行热处理，铸件淬火加热温度为1000-1100℃，保温1-3小时后油冷，然后在500-550℃温度下回火处理，保温5-8小时后冷却至室温即可。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过合理设置配比和制备工艺，含有有较多的硅、铜和铝，提高铸钢对酸性液体的耐腐蚀性；制备工艺中通过在电炉内冶炼多元合金铸钢，在冶炼后期加入硼铁、金属铝等材料，可以明显提铸造高碳钢的高温抗氧化性；本发明的铸造高碳钢具有极高的强度、硬度、耐大气腐蚀好和耐高温腐蚀性能的优点。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。

实施例1：

一种耐腐蚀铸造高碳钢，该铸造高碳钢由以下化学成分按重量百分比组成：碳 0.8-1.2％、硅 1.2-1.6％、锰 0.5-0.8％、铜 1.5-1.8％、钛 0.3-0.5％、铝0.15-0.18％、硼 0.08-0.15％、Mo 0.1-0.3％、N 0.10-0.20％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁。

所述的耐腐蚀铸造高碳钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述铸造低碳钢的化学组成及其重量百分比，在电炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；

(2)当钢水温度达到1500-1550℃时，依次加入钢水质量分数的1.6-1.8％的金属铝、1.2-1.5％的硅铁、0.1-0.3％的硼铁、0.2-0.5％的钛铁和0.8-1.5％的锰铁，然后将钢水升温至1600-1650℃，保温2-3小时后出炉，并将钢水注入浇包；

(3)将稀土镁硅铁、硅钙钡铝合金和钒铁破碎至粒度为8-10mm，烘干，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理，其中稀土镁硅铁加入量是注入浇包内钢水质量分数的1.0-1.3％，硅钙钡铝合金加入量是注入浇包内钢水质量分数的1.0-1.3％，钒铁加入量是注入浇包内钢水质量分数的0.10-0.15％；

(4)扒渣，当钢水温度降至1350-1400℃，将钢水浇入铸型；

(5)铸件经开箱、清砂后进行热处理，铸件淬火加热温度为1000-1100℃，保温1-3小时后油冷，然后在500-550℃温度下回火处理，保温5-8小时后冷却至室温即可。

本实施例的铸造高碳钢的耐腐蚀性能：在湿热腐蚀试验条件下，平均腐蚀速率为0.0038g/m²h；在盐雾腐蚀试验条件下，平均腐蚀速率为0.15g/m²h。

Claims (2)

1.一种耐腐蚀铸造高碳钢，其特征在于：该铸造高碳钢由以下化学成分按重量百分比组成：碳0.8-1.2％、硅1.2-1.6％、锰0.5-0.8％、铜1.5-1.8％、钛0.3-0.5％、铝0.15-0.18％、硼0.08-0.15％、Mo 0.1-0.3％、N 0.10-0.20％、P≤0.02％、S≤0.02％、余量为铁。

2.一种如权利要求1所述的耐腐蚀铸造高碳钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按上述铸造低碳钢的化学组成及其重量百分比，在电炉内冶炼多元合金铸钢得到钢水；

(2)当钢水温度达到1500-1550℃时，依次加入钢水质量分数的1.6-1.8％的金属铝、1.2-1.5％的硅铁、0.1-0.3％的硼铁、0.2-0.5％的钛铁和0.8-1.5％的锰铁，然后将钢水升温至1600-1650℃，保温2-3小时后出炉，并将钢水注入浇包；

(3)将稀土镁硅铁、硅钙钡铝合金和钒铁破碎至粒度为8-10mm，烘干，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行微合金化处理，其中稀土镁硅铁加入量是注入浇包内钢水质量分数的1.0-1.3％，硅钙钡铝合金加入量是注入浇包内钢水质量分数的1.0-1.3％，钒铁加入量是注入浇包内钢水质量分数的0.10-0.15％；

(4)扒渣，当钢水温度降至1350-1400℃，将钢水浇入铸型；

(5)铸件经开箱、清砂后进行热处理，铸件淬火加热温度为1000-1100℃，保温1-3小时后油冷，然后在500-550℃温度下回火处理，保温5-8小时后冷却至室温即可。