CN109487157A - 一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材 - Google Patents

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Abstract

本发明属于矿用机械铸件钢材应用技术领域，具体公开了一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.10‑0.20%，Si：0.30‑0.85%，Mn：0.65‑1.60%，P：≤0.020‑0.060%，S：≤0.020‑0.035%，Cr：11.50‑13.50%，Ni：0.15‑0.85%，Cu：0.20‑0.55%，余量为微量合金元素：0.20‑0.55%。本发明的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材的有益效果在于：其所制得的钢材，具备优异的强韧性、耐腐蚀、耐磨性和焊接性能等，解决现有液压支撑机械组装铸件如底座、支撑架等所存在的问题，组装后保证整体结构运行的稳定性、高效性，保证井下作业的安全。

Description

一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材
技术领域
本发明属于矿用机械铸件钢材应用技术领域，具体涉及一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材。
背景技术
井下开采指的是煤炭开采中与露天开采相对应的一种开采方式，与露天开采相比，井下开采技术的难度要高得多，但由于大多数煤矿都埋藏在地下，因此必须采用井下开采方式。
在煤矿生产中，井下开采方式是最为重要的方式，因此研究井下开采技术具有很重要的现实意义，井下开采技术的应用必须适应于煤矿地质和煤层分布的情况，并提前制定好开采方案，确定设备的应用和支护方式。
为了保证开采作业的安全，通过需要利用液压支撑机械对作业面的煤层进行加固支撑，由于井下的环境复杂如潮湿等，易对液压支撑机械的组成部件进行腐蚀，导致液压支撑机械的组成部件如底座、支撑架等出现变形、断裂等现象(韧性及耐腐蚀、耐磨性差)，现有如底座、支撑架等铸件钢材已不能满足现有液压支撑机械配件的高标准作业组装使用需求，而这是当前所亟待解决的。
因此，基于上述问题，本发明提供一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，其所制得的钢材，具备优异的强韧性、耐腐蚀、耐磨性和焊接性能等，解决现有液压支撑机械组装铸件如底座、支撑架等所存在的问题，组装后保证整体结构运行的稳定性、高效性，保证井下作业的安全。
技术方案：本发明提供一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.10-0.20％，Si：0.30-0.85％，Mn：0.65-1.60％，P：≤0.020-0.060％，S：≤0.020-0.035％，Cr：11.50-13.50％，Ni：0.15-0.85％，Cu：0.20-0.55％，余量为微量合金元素：0.20-0.55％。
本技术方案的，所述微量合金元素为Mo、V、Nb、AL的一种或多种，其中，重量百分比为：0.25-0.45％。
本技术方案的，所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.12-0.18％，Si：0.4-0.75％，Mn：0.80-1.40％，P：≤0.025-0.040％，S：≤0.022-0.030％，Cr：12.50-13.0％，Ni：0.20-0.65％，Cu：0.25-0.50％，余量为微量合金元素：0.25-0.45％。
本技术方案的，所述井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材采用EEF-LF-VD工艺冶炼，其中，首先将上述重量配比的原料利用电炉熔炼，熔炼温度为1700摄氏度-1750摄氏度，时间为2小时-2.5小时，再利用精炼炉熔炼，熔炼温度为1700摄氏度-1720摄氏度，时间为1小时-1.5小时，再利用真空精炼炉精炼，精炼前抽真空20分钟，最后采用模铸或连铸成型。
与现有技术相比，本发明的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材的有益效果在于：其所制得的钢材，具备优异的强韧性、耐腐蚀、耐磨性和焊接性能等，解决现有液压支撑机械组装铸件如底座、支撑架等所存在的问题，组装后保证整体结构运行的稳定性、高效性，保证井下作业的安全。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例一
本发明的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.10-0.20％，Si：0.30-0.85％，Mn：0.65-1.60％，P：≤0.020-0.060％，S：≤0.020-0.035％，Cr：11.50-13.50％，Ni：0.15-0.85％，Cu：0.20-0.55％，余量为微量合金元素：0.20-0.55％。
实施例二
本发明的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.12-0.18％，Si：0.4-0.75％，Mn：0.80-1.40％，P：≤0.025-0.040％，S：≤0.022-0.030％，Cr：12.50-13.0％，Ni：0.20-0.65％，Cu：0.25-0.50％，余量为微量合金元素：0.22-0.50％。
本发明实施例一或实施例二的井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，所述微量合金元素为Mo、V、Nb、AL的一种或多种，其中，重量百分比为：0.25-0.45％。
本发明实施例一或实施例二的井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，采用EEF-LF-VD工艺冶炼，其中，首先将上述重量配比的原料利用电炉熔炼，熔炼温度为1700摄氏度-1750摄氏度，时间为2小时-2.5小时，再利用精炼炉熔炼，熔炼温度为1700摄氏度-1720摄氏度，时间为1小时-1.5小时，再利用真空精炼炉精炼，精炼前抽真空20分钟，最后采用模铸或连铸成型。
下表为井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材的力学性能测试，
通过上表可知，本井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材的屈强比大于69.39％，低温冲击值大于42J/cm2，具有优良的抗震能力，钢的力学能优于建筑结构钢、高耐候钢和焊接用钢，同时保持了钢的抗腐蚀能力。
本发明实施例一或实施例二的井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材的组织结构，其是在1Cr13的基础上改进，因此基本组织为低碳马氏体，由于添加了微量元素(Mo、V、Nb、AL的一种或多种)，用于调整低合金元素(Ni、Cu)，可形成颗粒状贝氏体，所以本钢材的组织：以低碳马氏体为主、含有少量铁素体和贝氏体。
本发明实施例一或实施例二的井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，其所制得的钢材，具备优异的强韧性、耐腐蚀、耐磨性和焊接性能等，解决现有液压支撑机械组装铸件如底座、支撑架等所存在的问题，组装后保证整体结构运行的稳定性、高效性，保证井下作业的安全。
本发明实施例一或实施例二的井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，Cr的含量大于12％，提高钢材的抗腐蚀能力，同时Ni的含量0.30-0.65％、Cu的含量0.25-0.45％，其增加的微量合金化元素改变了钢的组织结构比例，形成性的微观组织，提高了钢材的耐候性；本结构的钢材，其力学性能远超目前常规的使用的井下支护钢材27SiMn和其它合金钢，强韧性指标是一般钢材的1-2倍，且具有优良的耐腐蚀性；添加的微合金元素Mo、V、Nb、AL总含量控制在0.20-0.55％内，是根据地质、土壤条件来确定使用量和相关元素的使用量，保证钢材中特殊的相结构和金属间化合物状态，以稳定材料的微观结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，其特征在于：所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.10-0.20%，Si：0.30-0.85%，Mn：0.65-1.60%，P：≤0.020-0.060%，S：≤0.020-0.035%，Cr：11.50-13.50%，Ni：0.15-0.85%，Cu：0.20-0.55%，余量为微量合金元素：0.20-0.55%。
2.根据权利要求1所述的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，其特征在于：所述微量合金元素为Mo、V、Nb、AL的一种或多种，其中，重量百分比为：0.25-0.45%。
3.根据权利要求2所述的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，其特征在于：所述钢材化学成分组成按重量百分比如下，C：0.12-0.18%，Si：0.4-0.75%，Mn：0.80-1.40%，P：≤0.025-0.040%，S：≤0.022-0.030%，Cr：12.50-13.0%，Ni：0.20-0.65%，Cu：0.25-0.50%，余量为微量合金元素：0.25-0.45%。
4.根据权利要求3所述的一种井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材，其特征在于：所述井下液压机支撑架用耐腐蚀高强度钢材采用EEF-LF-VD工艺冶炼，其中，首先将上述重量配比的原料利用电炉熔炼，熔炼温度为1700摄氏度-1750摄氏度，时间为2小时-2.5小时，再利用精炼炉熔炼，熔炼温度为1700摄氏度-1720摄氏度，时间为1小时-1.5小时，再利用真空精炼炉精炼，精炼前抽真空20分钟，最后采用模铸或连铸成型。
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