CN105018849A - 无铝超高碳钢及其制备方法 - Google Patents
无铝超高碳钢及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105018849A CN105018849A CN201510497614.XA CN201510497614A CN105018849A CN 105018849 A CN105018849 A CN 105018849A CN 201510497614 A CN201510497614 A CN 201510497614A CN 105018849 A CN105018849 A CN 105018849A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon steel
- aluminium
- high carbon
- aluminum
- superhigh carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明公开了一种无铝超高碳钢，由以下化学成分按重量百分比组成：碳1.81-2.1％、铬1.0-1.3％、硅0.1-0.2％、锰0.6-0.8％、钼0.05-0.15％，余量为铁；本发明无铝超高碳钢的制备方法，按上述无铝超高碳钢的成分组成及重量百分比，在真空炉内熔炼并处理，得到无铝超高碳钢试样，在经过热处理得到本发明所述的无铝超高碳钢。本发明通过控制超高碳钢的合金成分及热处理工艺参数，得到无铝超高碳钢，避免完全奥氏体化后重新析出大块或网状碳化物，以使材料组织中的碳化物细化且较为均匀地分布在基体中，进而实现材料强韧性的协调和加工过程的低能耗，并且操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种高碳钢及其制备方法，具体涉及一种无铝超高碳钢及其制备方法。
背景技术
超高碳钢是含碳量在1.0～2.1wt﹪的铁基合金材料。由于碳含量过高，传统方法在制备超高碳钢时很难避免碳的偏析，以及大量的网状碳化物生成，从而使钢具有极高的脆性，因而超高碳钢在工业化的应用一直被人们所忽视。
合金化和热处理是提高超高碳钢性能的两个重要途径。随着人们对材料的不断探索，形成了一系列有关超高碳钢的合金化工艺和热处理工艺。
铝是铁素体形成元素，超高碳钢中添加铝的目的在于：提高A1温度，改善制备工艺。O Dsherby等人在1988年对铝在超高碳钢中的作用进行了的研究。铝和硅一样，都能提高A1温度，扩大超塑性温度范围，Peng等人通过在超高碳钢中加入合金元素铝，在高碳情况下获得了一种完全的细珠光体组织。实验结果说明，超高碳钢可以通过简单的工艺，使其中的碳化物变得细小、球化。经球化后的碳化物，均匀分布在珠光体基体上，对超高碳钢的合金化工作，主要集中在添加铝元素方面，但对于无铝超高碳钢，并没有深入的研究。实验发现，对于无铝元素的超高碳钢，只要合理地控制合金元素含量，也能得到无网状碳化物的组织，也就是为无铝超高碳钢的应用和热处理打下基础。
对超高碳钢的热处理工艺，人们采取各种措施，目前国内外多采用形变热处理工艺、多重热处理复合工艺和粉末冶金工艺技术来控制超高碳钢的组织和状态分布，以达到超高碳钢的强韧协调。但是上述方法有工艺控制复杂、不符合环保要求、循环周期较长等问题。
因此探索一种工艺简单、高效率、低成本的生产技术是超高碳钢得以工业化应用的关键。
本专利针对一种无铝超高碳钢采取合理地合金化成分设计并进行简单的热处理，就能得到无网状碳化物的组织，为无铝超高碳钢的应用和热处理打下基础，这对于提高材料的综合力学性能，简化工艺，降低生产成本，延长材料使用寿命，具有重大的理论意义和实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种无铝超高碳钢及其制备方法，以解决上述问题。
本发明无铝超高碳钢，由以下成分组成(重量百分比)：
本发明无铝超高碳钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述无铝超高碳钢的成分组成及重量百分比，在真空炉内熔炼，控制炉内熔体温度为1460～1510℃；采用珍珠岩覆盖、扒渣，将金属模具预热至280～310℃，将温度为1480～1510℃熔体浇注于金属模具中，5～10min后进行脱模处理得到无铝超高碳钢；
(2)热处理：将步骤(1)所得无铝超高碳钢放入加热炉中，以以10～15℃/min加热到850～865℃，保温110～130min；然后再以5℃/min左右的速度冷至730℃～750℃，保温1h左右；最后炉冷，得到无铝超高碳钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过控制超高碳钢的合金成分及热处理工艺参数，得到无铝超高碳钢，避免完全奥氏体化后重新析出大块或网状碳化物，以使材料组织中的碳化物细化且较为均匀地分布在基体中，进而实现材料强韧性的协调和加工过程的低能耗，并且操作简便。
附图说明
图1为本发明实施例1所得试样的金相照片；
图2为本发明实施例2所得试样的金相照片；
图3为本发明实施例3所得试样的金相照片。
具体实施方式
实施例1
本发明无铝超高碳钢，由以下成分组成(重量百分比)：
碳1.81％、铬1.0％、硅0.1％、锰0.6％、钼0.05％，铁96.44％。
本发明无铝超高碳钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述无铝超高碳钢的成分组成及重量百分比，在真空炉内熔炼，控制炉内熔体温度为1460℃；采用珍珠岩覆盖、扒渣，将金属模具预热至280℃，将温度为1480℃熔体浇注于金属模具中，5min后进行脱模处理得到无铝超高碳钢；
(2)热处理：将步骤(1)所得无铝超高碳钢放入加热炉中，以10℃/min的速度加热到85℃，保温110min；然后再以5℃/min的速度冷至730℃，保温50min；最后随炉冷却，得到无铝超高碳钢。
图1为本发明实施例1所得试样的金相照片，由图可观察到：组织中没有大量的网状碳化物析出，并且碳化物尺寸较小，且总量较少。
实施例2
本发明无铝超高碳钢，由以下成分组成(重量百分比)：
碳2.1％、铬1.3％、硅0.2％、锰0.8％、钼0.15％，铁95.45％。
本发明无铝超高碳钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述无铝超高碳钢的成分组成及重量百分比，在真空炉内熔炼，控制炉内熔体温度为1510℃；采用珍珠岩覆盖、扒渣，将金属模具预热至310℃，将温度为1510℃熔体浇注于金属模具中，10min后进行脱模处理得到无铝超高碳钢；
(2)热处理：将步骤(1)所得无铝超高碳钢放入加热炉中，以15℃/min的速度加热到865℃，保温130min；然后再以8℃/min的速度冷至750℃，保温70min；最后随炉冷却，得到无铝超高碳钢。
图2为本发明实施例2所得试样的金相照片，由图可观察到：碳化物呈细小的颗粒状，且较为均匀分布，在整个视场中没有发现网状碳化物。
实施例3
本发明无铝超高碳钢，由以下成分组成(重量百分比)：
碳2.0％、铬1.1％、硅0.15％、锰0.7％、钼0.1％，铁95.95％。
本发明无铝超高碳钢的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述无铝超高碳钢的成分组成及重量百分比，在真空炉内熔炼，控制炉内熔体温度为1480℃；采用珍珠岩覆盖、扒渣，将金属模具预热至300℃，将温度为1500℃熔体浇注于金属模具中，8min后进行脱模处理得到无铝超高碳钢；
(2)热处理：将步骤(1)所得无铝超高碳钢放入加热炉中，以12℃/min的速度加热到860℃，保温120min；然后再以6℃/min的速度冷至740℃，保温60min；最后随加热炉自然冷却，得到无铝超高碳钢。
图3为本发明实施例3所得试样的金相照片，由图可观察到：主要由白色的块状和灰黑色的块状两种衬度组织组成，结合试样的XRD图谱可知，白色衬度组织为碳化物，灰黑色组织为珠光体。碳化物呈细小的颗粒状均匀分布在珠光体组织中，在整个视场中没有发现网状碳化物。
Claims (2)
1.一种无铝超高碳钢，其特征在于，由以下成分组成(重量百分比)：
2.一种如权利要求1所述的无铝超高碳钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按上述无铝超高碳钢的成分组成及重量百分比，在真空炉内熔炼，控制炉内熔体温度为1460～1510℃；采用珍珠岩覆盖、扒渣，将金属模具预热至280～310℃，将温度为1480～1510℃熔体浇注于金属模具中，5～10min后进行脱模处理得到无铝超高碳钢；
(2)热处理：将步骤(1)所得无铝超高碳钢放入加热炉中，以10～15℃/min加热到850～865℃，保温110～130min；然后再以5-8℃/min的速度冷至730℃～750℃，保温50-70min；最后随炉冷却，得到无铝超高碳钢。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510497614.XA CN105018849A (zh) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | 无铝超高碳钢及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510497614.XA CN105018849A (zh) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | 无铝超高碳钢及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105018849A true CN105018849A (zh) | 2015-11-04 |
Family
ID=54409144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510497614.XA Pending CN105018849A (zh) | 2015-08-13 | 2015-08-13 | 无铝超高碳钢及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105018849A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01255623A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Kawasaki Steel Corp | 高炭素綱材の直接軟化熱処理方法 |
| CN1417365A (zh) * | 2002-11-29 | 2003-05-14 | 上海宝钢集团公司 | 高强度超高碳钢及其生产工艺 |
| CN1715436A (zh) * | 2004-06-28 | 2006-01-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高碳钢的生产工艺 |
| CN104232857A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-24 | 天津理工大学 | 一种针对无铝超高碳钢的三步退火工艺 |
-
2015
- 2015-08-13 CN CN201510497614.XA patent/CN105018849A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01255623A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Kawasaki Steel Corp | 高炭素綱材の直接軟化熱処理方法 |
| CN1417365A (zh) * | 2002-11-29 | 2003-05-14 | 上海宝钢集团公司 | 高强度超高碳钢及其生产工艺 |
| CN1715436A (zh) * | 2004-06-28 | 2006-01-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高碳钢的生产工艺 |
| CN104232857A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-24 | 天津理工大学 | 一种针对无铝超高碳钢的三步退火工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103014283B (zh) | 一种连铸坯生产水电站用特厚钢板的制造方法 | |
| CN103789603A (zh) | 一种性能可调节的奥铁体球墨铸铁件及其制造方法 | |
| CN103014518B (zh) | 高碳高合金钢耐磨球及其制造方法 | |
| CN105256220A (zh) | 一种低温高韧性球墨铸铁卷筒及其制备方法 | |
| CN104911501B (zh) | 一种超高强度高碳位错型马氏体钢及其制备方法 | |
| CN107858590B (zh) | 一种42CrMo4风力发电机主轴控制方法 | |
| CN103436767B (zh) | 一种耐磨铸钢件的制造方法 | |
| CN104087874B (zh) | 一种高速钢轧辊及其制备方法 | |
| CN105112765A (zh) | 一种高抗冲击高铬铸铁板锤及其制备方法 | |
| CN105856725B (zh) | 一种双金属贝氏体‑马氏体复相耐磨衬板及其制备方法 | |
| CN104805258A (zh) | 一种42CrMo钢快速球化退火的方法 | |
| CN103014480B (zh) | 多元微合金化低铬白口铸铁磨球及其制造方法 | |
| CN104357734A (zh) | 一种高强度灰铸铁减摩材料 | |
| CN108504959A (zh) | 一种复合合金化处理的奥氏体中锰钢及其制备方法 | |
| CN102953000B (zh) | 一种超高强度钢板及其制造方法 | |
| CN104087822A (zh) | 一种高性能球磨机用研磨体 | |
| CN101892426B (zh) | 一种中高碳贝氏体钢及其制备方法 | |
| CN104404365A (zh) | 一种铁基复合材料的制备方法、及铁基复合材料 | |
| CN106282788A (zh) | 一种活塞杆用盘条及其生产方法 | |
| CN103014560A (zh) | 多元低合金钢耐磨球及其制造方法 | |
| CN104404226B (zh) | 一种齿轮的热处理方法 | |
| CN103103452A (zh) | 一种低温用途的低屈强比高强度高韧性钢及其制备方法 | |
| CN103352173A (zh) | 18CrNiMo7-6合金钢锻件的预备热处理方法 | |
| CN105112788A (zh) | 一种球磨机用中碳中铬合金钢球及其制备方法 | |
| CN105018849A (zh) | 无铝超高碳钢及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151104 |