CN105177465A

CN105177465A - 一种高强度耐磨合金钢及其制备方法

Info

Publication number: CN105177465A
Application number: CN201510525670.XA
Authority: CN
Inventors: 陈程
Original assignee: Guangxi Nanning Zhicui Technology Consulting Co Ltd
Current assignee: Guangxi Nanning Zhicui Technology Consulting Co Ltd
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种高强度耐磨合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.15-0.27%、硅0.25-0.46%、硼0.12-0.18%、镍0.05-0.14%、钛0.16-0.22%、铝0.04-0.09%、锑0.5-1.2%、铬0.6-1.8%、锆0.4-1.3%、锌0.05-0.8%、复合稀土元素0.04-0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。本发明的合金钢耐磨性大大提高，耐磨性是高铬铸铁、高锰钢的4-8倍，且脆性小、相对生产成本低。

Description

一种高强度耐磨合金钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及到合金钢制造技术领域，具体地说是一种高强度耐磨合金钢及其制备方法。

背景技术

合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。

合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钥、钨、钒、钦、妮、错、钻、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钦、妮、错等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钥为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钻、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。

公开号为CN102978533A，公开日为2013年03月20日的中国专利文献公开了一种高强度高韧性合金钢，其化学成分组成如下：碳：0.14-0.19wt%、硅：0.20-0.33wt%、硼：0.02-0.05wt%，锰：0.85%-1.30wt%，磷：≤0.02wt%、硫：0.015-0.02wt%，铬：0.08-0.lwt%，钒：0.6-0.2wt%，镍：0.30-0.50wt%，铜：0.2-0.3wt%，钼：0.02-0.08wt%，钛：≤0.2wt%，铌：≤0.06wt%，余量为铁。该专利文献公开的高强度高韧性合金钢，其采用低碳多合金系配比，冶炼成本大，控制难度大，工艺要求高，成本高，属专用使用钢种，民用推广难。

公开号为CN1335417，公开日为2002年02月13日的中国专利文献公开了一种高温耐磨合金钢，其特征在于：采用下述组分和重量百分含量的原料通过熔炼和其它工艺流程生产制得的：77.5-79%的废钢，18.3-20.7%的高碳铬铁，0.67-1.0%的钼铁，0.33-0.5%的钒铁，适量的硅、锰脱氧剂，0.05-0.1%的钛铁，0.02-0.05%的锆，0.6-1.2%的铝和0.12-0.5%的稀土元素，这样制得的合金钢含碳1.45-1.70%，含铬11.0-12.5%，含钼0.4-0.6%，含钒0.15-0.30%，含钛0.02-0.05%，含锆0.02-0.05%，含铝0.6-1.2%，含稀土元素0.05-0.15%。该专利文献公开的高温耐磨合金钢，其采用增大碳和高合金元素的配比，虽然提高了一定的耐磨性能，但是，大大增加了合金成本，且制造出的合金钢性能接近铁，脆性较大，不适合国内民用使用和推广。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了高强度耐磨合金钢及其制备方法，本发明制备的合金钢耐磨性强，其耐磨性是高铬铸铁、高锰钢的4-8倍。本发明合金钢耐磨性大大提高，且脆性较小、相对生产成本较低。

本发明的方案是通过这样实现的：

一种高强度耐磨合金钢，由以下重量组分组成：碳0.15-0.27%、硅0.25-0.46%、硼0.12-0.18%、镍0.05-0.14%、钛0.16-0.22%、铝0.04-0.09%、锑0.5-1.2%、铬0.6-1.8%、锆0.4-1.3%、锌0.05-0.8%、复合稀土元素0.04-0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

优选的，所述的高强度耐磨合金钢由以下重量组分组成：碳0.18-0.22%、硅0.35-0.42%、硼0.14-0.16%、镍0.09-0.12%、钛0.19-0.22%、铝0.06-0.09%、锑0.7-1%、铬1-1.5%、锆0.6-1.1%、锌0.35-0.6%、复合稀土元素0.06-0.9%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

优选的，所述的高强度耐磨合金钢由以下重量组分组成：碳0.19%、硅0.38%、硼0.14%、镍0.12%、钛0.21%、铝0.07%、锑0.8%、铬1.2%、锆0.9%、锌0.4%、复合稀土元素0.6%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

优选的，所述复合稀土元素包括铈、钕、铕、钆、铒、镥、钇中的两种以上。

制备上述高强度耐磨合金钢方法，包括以下步骤：

(1)冶炼：将废铁、废钢及废合金钢放入中频炉内，再向中频炉通低电流，中频炉内配料预热后全负荷送电，直至中频炉内配料熔化并进行成分初调；

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

(4)连轧：连铸坯入轧钢加热炉加热，经过连轧机组轧制，轧制成圆钢。

优选的，所述中频炉的炉衬为碱性炉衬。

优选的，所述碱性炉衬为热石灰炉衬。

优选的，所述高拉速其拉速为0.9-1.0m/min。

优选的，所述高拉矫其温度为1150-1200℃。

优选的，所述轧钢加热炉其加热温度为350-450℃。

本发明具备以下良好效果：

（1）耐磨性是高铬铸铁、高锰钢的4-8倍。

（2）强度高，脆性小，适合加工各种部件。

（3）大大提高成材率和生产效率，生产成本低。。

具体实施方式

以下结合实施例描述本发明的一种高强度耐磨合金钢及其制备方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1

一种高强度耐磨合金钢，由以下重量组分组成：碳0.19%、硅0.38%、硼0.14%、镍0.12%、钛0.21%、铝0.07%、锑0.8%、铬1.2%、锆0.9%、锌0.4%、复合稀土元素0.6%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括铈、钕、铕、钆、铒、镥、钇。

制备上述高强度耐磨合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

其中，中频炉的炉衬为碱性热石灰炉衬，高拉速其拉速为0.9m/min，高拉矫其温度为1150℃，轧钢加热炉其加热温度为350℃。

实施例2

一种高强度耐磨合金钢，由以下重量组分组成：碳0.15%、硅0.25%、硼0.12%、镍0.05%、钛0.16%、铝0.04%、锑0.5%、铬0.6%、锆0.4%、锌0.05%、复合稀土元素0.04%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括铈、钕、铒、镥、钇。

制备上述高强度耐磨合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

其中，中频炉的炉衬为碱性热石灰炉衬，高拉速其拉速为1.0m/min，高拉矫其温度为1200℃，轧钢加热炉其加热温度为450℃。

实施例3

一种高强度耐磨合金钢，由以下重量组分组成：碳0.27%、硅0.46%、硼0.18%、镍0.14%、钛0.22%、铝0.09%、锑1.2%、铬1.8%、锆1.3%、锌0.8%、复合稀土元素0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括、铒、镥、钇中。

制备上述高强度耐磨合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

其中，中频炉的炉衬为碱性热石灰炉衬，高拉速其拉速为0.95m/min，高拉矫其温度为1180℃，轧钢加热炉其加热温度为400℃。

实施例4

一种高强度耐磨合金钢，由以下重量组分组成：碳0.2%、硅0.33%、硼0.14%、镍0.09%、钛0.18%、铝0.07%、锑0.9%、铬0.7%、锆0.9%、锌0.06%、复合稀土元素0.08%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括、铒、镥、钇中。

制备上述高强度耐磨合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

实施例5

一种高强度耐磨合金钢，由以下重量组分组成：碳0.25%、硅0.38%、硼0.16%、镍0.12%、钛0.16-0.22%、铝0.05%、锑0.7%、铬1.2%、锆0.7%、锌0.5%、复合稀土元素0.8%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括、铒、镥、钇中。

制备上述高强度耐磨合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

Claims

1.一种高强度耐磨合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.15-0.27%、硅0.25-0.46%、硼0.12-0.18%、镍0.05-0.14%、钛0.16-0.22%、铝0.04-0.09%、锑0.5-1.2%、铬0.6-1.8%、锆0.4-1.3%、锌0.05-0.8%、复合稀土元素0.04-0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

2.根据权利要求1所述的高强度耐磨合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.18-0.22%、硅0.35-0.42%、硼0.14-0.16%、镍0.09-0.12%、钛0.19-0.22%、铝0.06-0.09%、锑0.7-1%、铬1-1.5%、锆0.6-1.1%、锌0.35-0.6%、复合稀土元素0.06-0.9%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

3.根据权利要求2所述的高强度耐磨合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.19%、硅0.38%、硼0.14%、镍0.12%、钛0.21%、铝0.07%、锑0.8%、铬1.2%、锆0.9%、锌0.4%、复合稀土元素0.6%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高强度耐磨合金钢，其特征在于：所述复合稀土元素包括铈、钕、铕、钆、铒、镥、钇中的两种以上。

5.一种高强度耐磨合金钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

6.根据权利要求5所述的高强度耐磨合金钢的制备方法，其特征在于：所述中频炉的炉衬为碱性炉衬。

7.根据权利要求6所述的高强度耐磨合金钢的制备方法，其特征在于：所述碱性炉衬为热石灰炉衬。

8.根据权利要求5所述的高强度耐磨合金钢的制备方法，其特征在于：所述高拉速其拉速为0.9-1.0m/min。

9.根据权利要求5所述的高强度耐磨合金钢的制备方法，其特征在于：所述高拉矫其温度为1150-1200℃。

10.根据权利要求5所述的高强度耐磨合金钢的制备方法，其特征在于：所述轧钢加热炉其加热温度为350-450℃。