CN1068857A - 多元合金强韧化高锰钢 - Google Patents

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Abstract

一种多元合金强韧化高锰钢，是向高锰钢中加入 稀土、钼、钛、钨等多元合金材料，并经强化孕育处理， 机械性能优异，屈服强度：430—600兆帕，抗张强度： 720—1000兆帕，延伸率； 20—51％，硬度HB180— 229，冲击值≥150J/cm2，是用于重要设备的超级工 程材料，也是军工和民用高科技工程部件的首选材 料，可用于重型机械、军用车辆、低温、核能工程等部 门。

Description

本发明涉及到一种多元合金强韧化高锰钢。
高锰钢Mn13是一种使用历史悠久的耐磨钢，具有较优良的机械性能，现仍广泛用来制造矿山、军工、建材及重大技术装备部件，为了进一步改善其性能，寻求适于不同服役条件下的新钢种，人们作了种种努力，如为了改善耐磨性，日本专利JP60-43422，美国专利US4494988，苏联专利SU850725提出在高锰钢中加入铬、镍、钼、钛等元素，对耐磨性确有改进，但其他性能改善不大。
本发明的目的是提供一种其屈服强度和抗张强度有大幅度提高且其他机械性能亦有所改进的高锰钢，从而提高零部件的可靠性和使用寿命。
本发明是在高锰钢中添加稀土、钼、钒、钛、钨等多元合金材料，并在其熔炼浇注时进行强化孕育处理而实现的，其组成的重量百分比可在下述范围内组合：
C    1-1.45    Mn    10-16
Si    0.3-3.0    Cr    0.3-3.5
Mo    0-3    W    0-4
V    0-2    Ti    0-1
Nb    0-2    Zr    0-1
Ni    0-3    Cu    0.05-4
Re    0-0.3    Ta    0-1
S    ≤0.02    P    ≤0.08
B    0-0.1    Mg    0-0.15
Ca    微量    Al    0-1
N    微量
余量为铁
本发明的优点在于其工艺性能优于普通高锰钢Mn13，机械性能明显优异，其屈服度强度：430-600兆帕，抗张强度：720-1000兆帕，延伸率：20-51%，硬度HB：180-229，冲击值≥150J/cm2，是用于重要设备的超级工程材料，比原有高锰钢Mn13零件的可靠性、安全性、使用寿命、耐磨性、变形挠度等有明显改善。可用于重型机械、核能工程等部门，是军工和民用高科技工程部件的首选材料，因为它同时具有高耐磨、高强度、高塑性和韧性，所制零件极为安全可靠，又有极高寿命。下面仅列举几个实施例，实施例中元素符号后面数字为重量百分比。
实施例1：
C：1.03    Mn：12
Cr：2.8    Mo：0.3
W：0.4    Ti：0.01
Re：0.12    Nb：0.01
Al：0.03    P≤0.07
S：≤0.02
其余为Fe和不可避免的杂质
实施例2：
C：1.10    Mn：12.9
Cr：0.5    Mo：0.60
W：1.1    Ti：0.1
Re：0.08    Nb：0.10
Al：0.09    P：≤0.07
S：≤0.02
其余为Fe及不可避免的杂质
实施例3：
C：1.26    Mn：11.8
V：0.5    Ni：2.0
W：2.0    Ti：0.18
Re：0.03    Nb：0.12
Cu：0.15    Ta：0.08
Al：0.15    Si：0.5
P≤0.07    S≤0.02
其余为Fe及不可避免的杂质
实施例4：
C    1.35    Mn    13.5
V    1.0    Mo    1.6
W    0.08    Ti    0.15
Re    0.10    Nb    0.11
Cu    0.10    Ta    0.05
Al    0.12    Si    1.05
P    ≤0.07    S    ≤0.02
其余为铁及不可避免的杂质
采用上述钢液铸成大型电铲履带板（电铲整机和铲斗重量为400-700吨），经使用一年后安然无恙，没有产生任何裂纹及断裂现象，变形及磨损情况，也比进口履带板为好。

Claims (2)

1、一种多元合金强韧化高锰钢，其特征是它的组成为(重量百分比)：
C   1.00-1.45  Mn  10-16
Si  0.30-2.5   Cr  0.30-3.50
Mo  0-3        W   0-4
V   0-2        Nb  0-2
Ti  0-1        Ni  0-3
Cu  0.05-1.5   Re  0-0.3
Ta  0-0.1      Al  0-1
S  ≤0.02      P   ≤0.08
余量为Fe及不可避免的杂质。
2、根据权利要求1所述的多元合金强韧化高锰钢，其特征是它的最佳组成为（重量百分比）：
C  1.0-1.35  Mn  11.8-13.5
Cr  0.5-2.8  Mo  0.3-1.60
W  0-2.0  Ti  0.01-0.18
Re  0.01-0.12  Nb  0.01-0.25
Al  0.01-0.15  P  ≤0.07
S  ≤0.02  Si  0.5-2.5
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