CN115652214B

CN115652214B - 钢材及其制备方法、滚刀刀圈

Info

Publication number: CN115652214B
Application number: CN202211412910.1A
Authority: CN
Inventors: 刘建东; 张�成; 徐加兵; 廖剑平; 郭京波; 郑勇; 郭县华; 尹宝党
Original assignee: China Railway Construction South China Construction Co Ltd; CRCC South China Construction Guangzhou High Tech Industry Co Ltd
Current assignee: China Railway Construction South China Construction Co Ltd; CRCC South China Construction Guangzhou High Tech Industry Co Ltd
Priority date: 2022-11-11
Filing date: 2022-11-11
Publication date: 2023-11-03
Anticipated expiration: 2042-11-11
Also published as: CN115652214A

Abstract

本申请提供了一种钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：C0.2％～0.9％、Si 0.3％～1.8％、Mn 0.03％～1.0％、Cr 1％～9％、W 0.3％～3.5％、Mo0.3％～3.5％、V 0.1％～1.2％，以及Fe 79.1％～97.74％。通过控制各化学成分的种类和重量配比，使该钢材的兼备强度和韧性，以满足高硬度、高韧性等，使用条件苛刻的性能要求。

Description

钢材及其制备方法、滚刀刀圈

技术领域

本申请属于合金技术领域，具体地涉及一种钢材及其制备方法、滚刀刀圈。

背景技术

盾构法是隧道施工过程中重要的施工方法，主要用于地铁隧道、水利工程、跨海隧道、国防工程以及城市地下管网等领域。施工过程中利用安装于刀盘上的刀圈的碾压作用进行破岩，刀圈的制备原料主要来源于钢材，当遇到全断面硬岩或上软下硬地层时，对隧道掘进机滚刀的综合性能具有巨大挑战。滚刀经常在强挤压、大扭矩、强冲击、高磨损的恶劣环境下运行，是隧道施工中失效概率最大的零部件。刀圈的失效直接影响施工周期和施工成本。

目前刀圈多采用H13钢，该材料热处理后硬度相对较低，耐磨性较差，因此应用过程刀圈磨损较快，换刀频率较高，严重影响施工进度。同时，也有少部分刀圈采用DC53钢，该材料热处理后硬度相对较高，但韧性较差，应用过程中经常发生因冲击导致的刀圈断裂。为了满足盾构刀具在恶劣地质条件下的应用，要求刀圈的制备原料的硬度高且耐磨，同时保证足够韧性，避免施工过程中盘形刀圈开裂现象的发生。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本申请的目的在于提供一种钢材及其制备方法、滚刀刀圈。该钢材同时兼备高硬度和高韧性。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请提供一种钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：

在其中一个实施例中，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：

本申请还提供一种所述钢材的制备方法，包括以下步骤：

按所述钢材的化学成分配制制备原料，然后对所述制备原料进行精炼、脱气和浇注，制备钢锭；

将所述钢锭进行重熔和锻造，制备锻造坯料；

将所述锻造坯料进行退火、淬火和回火，制备所述钢材。

在其中一个实施例中，所述锻造的步骤包括：

先将重熔后的物料加热至1200℃～1250℃，保温，然后进行开锻和终锻，开锻温度为1100℃～1150℃，终锻温度为850℃～890℃。

在其中一个实施例中，所述退火的步骤包括：

将所述锻造坯料升温至870～880℃，保温2～4h，以小于50℃/h的速度缓冷至690℃～750℃，保温时间4～6h，再以小于50℃/h的速度缓冷至480℃～500℃，空冷至室温。

在其中一个实施例中，所述淬火的步骤包括：

将退火后的物料加热至620℃～640℃，保温80～90分钟，继续升温至850℃～870℃，保温80～90分钟，继续升温至1030℃～1040℃，保温80～90分钟，气冷至室温。

在其中一个实施例中，所述回火的步骤包括两次以上的回火处理，每次回火处理的温度独立地为400℃～600℃，每次回火处理的保温时间独立地为180min～200min。

本申请还提供一种滚刀刀圈，其制备原料包括上述任一项实施例所述的钢材。

在其中一个实施例中，所述滚刀刀圈为盾构机的滚刀刀圈。

与已有技术相比，本申请具有如下有益效果：

本申请提供了一种本申请提供一种钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：C 0.2％～0.9％、Si 0.3％～1.8％、Mn 0.03％～1.0％、Cr 1％～9％、W 0.3％～3.5％、Mo 0.3％～3.5％、V 0.1％～1.2％，以及Fe 79.1％～97.74％。通过控制各化学成分的种类和重量配比，使该钢材的兼备强度和韧性，以满足高硬度、高韧性等，使用条件苛刻的性能要求。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本申请的钢材、钢材的制备方法和滚刀刀圈作进一步详细的说明。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。

本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

本申请中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，可选的数值分布在上述数值区间内视为连续，且包括该数值范围的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，在本文中，相当于直接列举了每一个整数，比如t为选自1～10的整数，表示t为选自由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10构成的整数组的任一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并这些范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本申请的实施例提供一种钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括0.2％～0.9％的C。当所述钢材的化学成分中C含量较高时，随着含碳量的增加，钢材的塑性和韧性会有所降低，本申请碳含量在上述范围内，会使钢材具有较高的韧性。具体地，C的重量百分比包括但不限于：0.2％、0.3％、0.4％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％、0.5％、0.51％、0.52％、0.53％、0.54％、0.55％、0.6％、0.7％、0.8％或0.9％。

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括0.3％～1.8％的Si。在本申请中，Si作为铁素体形成元素，当所述钢材的化学成分中Si含量较高时，容易造成材料表面脱碳，钢材硬度会有所降低，本申请Si含量在上述范围内，会使钢材具有较高的硬度，并保持一定的韧性。具体地，Si的重量百分比包括但不限于：0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.81％、0.82％、0.83％、0.84％、0.85％、0.86％、0.87％、0.88％、0.89％、0.9％、1.0％、1.1％、1.15％、1.16％、1.17％、1.18％、1.19％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％或1.8％。

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括0.03％～1.0％的Mn。Mn为弱碳化物形成元素，本申请中，所述Mn能够提高钢材韧性、强度、硬度和耐磨性、耐磨性，同时提高钢材的淬透性，改善钢材的热加工性能。Mn含量过高，会使钢材的抗腐蚀性能降低。具体地，Mn的重量百分比包括但不限于：0.03％、0.05％、0.1％、0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.29％、0.3％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.4％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％。

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括1％～9％的Cr。在本申请中，所述Cr能够阻止Fe₃C长大，提高回火后钢材的稳定性与淬透性并改善钢材中碳化物均匀性，从而使钢材保持一定的硬度。但是Cr含量过高，将促进杂质原子偏聚，增大回火脆性倾向，因此Cr的含量在上述范围内，会使钢材具有较高的硬度，并保持一定的韧性。具体地，Cr的重量配比包括但不限于1％、2％、3％、4％、4.7％、4.75％、4.76％、4.8％、4.85％、5％、5.1％、5.2％、5.3％、5.4％、5.5％、6％、6.5％、6.6％、7％、8％或9％。

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括0.3％～3.5％的W。在本申请中，所述W能够保证钢材具有高硬度和耐磨性，并保证钢材在较高温度下仍有很高的硬度，但W的含量过高时，会使钢材的韧性降低。因此，W含量在上述范围内，会使钢材具有较高的硬度，并保持一定的韧性。具体地，W的重量配比包括但不限于0.3％、0.5％、0.6％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％或3.5％。

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括0.3％～3.5％的Mo。在本申请中，Mo能使钢材材料的晶粒细化，提高合金的淬透性和热强性能，使本申请的钢材保持足够的强度和抗蠕变能力，Mo含量在上述范围内，会使钢材具有较高的硬度，并保持一定的韧性。具体地，Mo的重量配比包括但不限于0.3％、0.4％、1％、1.1％、1.2％、1.25％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、2％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.4％或3.5％。

按照重量百分比计，本申请提供的钢材的化学成分包括0.1％～1.2％的V。在本申请中，V作为强碳化物形成元素，能够与碳元素形成具有较高支点稳定性的VC，VC在钢材中能起到细化晶粒的作用，从而能够提高钢材的强度。本申请中，V含量在上述范围内，会使钢材具有较高的硬度，并保持一定的韧性。具体地，V的重量配比包括但不限于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.66％、0.68％、0.69％、0.7％、0.8％、0.9％、1.1％或1.2％。

本申请通过控制各化学成分的重量配比，显著提高了该钢材的强度和韧性。本申请提供的钢材中较低含量的Si避免了钢材发生脱碳，提高耐磨性的同时保持了一定的韧性；Mn能够提高钢材韧性、强度、硬度和耐磨性、耐磨性，同时提高钢材的淬透性，改善钢材的热加工性能；Cr能够阻止Fe₃C长大，提高回火后钢材的稳定性与淬透性并改善钢材中碳化物均匀性，从而使钢材保持一定的硬度；W能够保证钢材具有高硬度和耐磨性，并保证钢材在较高温度下仍有很高的硬度；Mo能够使钢材的晶粒细化，提高钢材的淬透性和热强性，保证钢材在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力，提高钢材的硬度和韧性；V与C形成的VC使钢材具有较高的硬度和韧性。因此，本申请提供的钢材兼具高硬度、高韧性。

作为优选地，所述钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：

作为更优选地，所述钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分包括：

可以理解地，所述钢材的化学成分还包括不可避免的杂质。不作限制地，所述不可避免的杂质的重量百分比≤0.03％；

所述不可避免的杂质包括P、S中的一种或两种。

在本申请中，所述不可避免的杂质元素不利于提高钢材的硬度和韧度，在可能的情况下，应尽量减少P和S的含量。本申请中，硫含量较低，能够提高钢材的纯净度、耐磨性能和韧性。

本申请还提供一种所述钢材的制备方法，包括以下步骤：

将所述钢锭进行重熔和锻造，制备锻造坯料；

将所述锻造坯料进行退火、淬火和回火，制备所述钢材。

在其中一个示例中，按所述钢材的化学成分配制制备原料的步骤中，包括对所述制备原料进行高温熔炼的步骤，所述高温熔炼温度为1700～1850℃。具体地，所述高温熔炼温度包括但不限于1700℃、1710℃、1720℃、1750℃、1790℃、1800℃、1810℃、1820℃、1830℃、1840℃或1850℃。

可以理解地，本申请对所述制备原料的种类没有特殊的限定，并不限定制备原料为废铁和铁块，采用本领域技术人员熟知的炼钢的合金原料即可。在本申请中，所述制备原料优选包括废钢、高碳铬铁、低碳铬铁、硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、钼铁、钒铁原料。本申请对各种制备原料的比例没有特殊的限定，能够使最终钢材的化学成分成分满足要求即可。

在其中一个示例中，按所述钢材的化学成分配制制备原料，然后对所述制备原料进行精炼、脱气和浇注，制备钢锭的步骤包括：

将废铁或铁块加热到所述熔炼温度获得钢液，加入硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、钼铁，钒铁配制制备原料，进行精炼；

精炼后进行真空脱气，对钢液进行脱氧、脱碳、脱硫、脱氢处理并降低其中夹杂物；

在惰性气体保护下进行浇注，制备钢锭。

在其中一个示例中，将废铁或铁块加热到所述熔炼温度获得钢液的设备为电弧炉。通过电弧炉获得熔炼液，便于操作，降低生产成本。

在其中一个示例中，进行精炼的设备为LF炉。LF炉(LADLE FURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。

在其中一个示例中，进行真空脱气的设备为VD炉。VD炉为钢包精炼炉，是用来对初炼炉(电弧炉、平炉、转炉)所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。本申请中，通过VD炉进行真空脱气，对钢液进行脱氧、脱碳、脱硫、脱氢处理并降低其中夹杂物。

在其中一个示例中，所述重熔的方法为电渣重熔，电渣重熔在惰性气体保护下进行。

在其中一个示例中，所述惰性气体为氩气。

在其中一个示例中，所述锻造的步骤包括：

在其中一个示例中，将重熔后的物料加热至1200℃～1250℃后，进行保温的时间为5h～6h。

在其中一个示例中，所述锻造过程中锻造比≥5。

锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。锻造比以金属变形前后的横断面积的比值来表示。

在本申请中，在加热后对钢锭进行包括处理能够确保钢锭内外温度均匀，使钢锭成分均匀化。

在本申请中，所述锻造过程能够改变铸态组织，打碎树枝晶等不利组织，成分均匀化；锻造形成再结晶，实现组织重构，有利于细化基体和析出的碳化物，提高性能。

在其中一个示例中，所述退火的步骤包括：

本申请中，空冷为在空气中冷却。

在其中一个示例中，所述退火的工艺为球化退火。

在本申请中，所述退火过程能够改善锻后纤维状组织，降低材料强度，利于后续粗加工。

在其中一个示例中，所述淬火的步骤包括：

本申请中，气冷为向冷却室中充以高纯度中性气体进行冷却。在其中一个示例中，气冷为向冷却室中充以氮气进行冷却。

在其中一个示例中，进行淬火的设备为真空气淬炉。

在其中一个示例中，所述回火的步骤包括两次以上的回火处理，每次回火处理的温度独立地为400℃～600℃，每次回火处理的保温时间独立地为180min～200min。

在其中一个示例中，所述多次回火的温度独立地选自500℃～520℃。

在其中一个示例中，进行回火的设备为箱式电炉。

本申请还提供一种滚刀刀圈，其制备原料包括上述任一项示例所述的钢材。

在其中一个示例中，所述滚刀刀圈为盾构机的滚刀刀圈。

如下为具体的实施例，如无特别说明，实施例中采用的原料均为市售获得。

实施例1

本实施例提供一种钢材，按照重量百分比，所述钢材的化学成分的质量百分比要求如下：C为0.5％、Si为1.1％、Mn为0.3％、Cr为5.1％、W为1.1％、Mo为1.2％，V为0.5％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁。

所述钢材的制备过程如下：

(1)精炼：将废铁和生铁投入电弧炉内进行高温熔炼，熔炼温度设置为1780℃，熔炼成钢液后，将高温钢液倒入LF炉内，按照制备该种钢材的化学成分配料，加入硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、钼铁、钒铁进行精炼，各化学成分的质量百分比要求如下：C为0.5％、Si为1.1％、Mn为0.3％、Cr为5.1％、W为1.1％、Mo为1.2％，V为0.5％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁。

(2)脱气：通过VD炉进行真空脱气，对钢液进行脱氧、脱碳、脱硫、脱氢处理并降低其中夹杂物。

(3)浇注：在氩气保护下进行浇注，形成钢锭。

(4)电渣重熔：将钢锭在氩气保护下进行电渣重熔；

(5)锻造：将电渣重熔后的钢锭进行锻造，加热温度在1220℃，保温时间为5h～6h，保证钢件内外温度均匀，开锻温度控制1150℃，终锻温度850℃，锻造比为5，经机械加工得到φ230mm的钢棒。

(6)球化退火：将锻造后的钢棒进行球化退火，于460℃装炉，升温至870℃，保温2h，以小于50℃/h速度缓冷至750℃，保温时间4h，再以小于50℃/h的速度缓冷至500℃，最后出炉空冷。

(7)锻造成型：将球化退火后的钢棒下料，加热温度在1200℃～1250℃，使钢棒内外温度均匀，后进行自由锻，开锻温度控制1150℃，终锻温度850℃，进行3次墩粗、拔长并冲孔，得到钢材的坯料。

(8)淬火处理：将精密锻造后钢材坯料经过机加工后置于真空气淬炉中加热，首先加热至630℃，保温90分钟，其次继续升温至860℃，保温90分钟，继续升温至1030摄氏度，保温时间90分钟，最后进行气冷至室温。

(9)回火处理：将淬火后的坯料置于箱式电炉中进行三次回火处理，每次回火温度为500℃，保温时间180分钟，空冷至室温，制备得到钢材。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，主要区别在于：所述钢材的化学成分的质量百分比要求如下：C为0.3％、Si为1.6％、Mn为0.05％、Cr为2％、W为3％、Mo为3％，V为0.2％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，主要区别在于：所述钢材的化学成分的质量百分比要求如下：C为0.2％、Si为1.8％、Mn为0.03％、Cr为1％、W为3.5％、Mo为3.5％，V为0.1％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，主要区别在于：所述钢材的化学成分的质量百分比要求如下：C为0.1％、Si为0.2％、Mn为0.02％、Cr为0.9％、W为0.2％、Mo为0.2％，V为0.05％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁。

对比例2

对比例2与实施例1基本相同，主要区别在于：所述钢材的化学成分的质量百分比要求如下：C为0.5％、Si为1.1％、Mn为0.3％、Cr为5.1％、Mo为1.2％，V为0.5％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁。

对比例3

以H13钢作为对比例3。

对比例4

以DC53钢作为对比例4。

对实施例1中的钢材、H13钢和DC53钢进行效果测试。

采用GB/T24594-2009中的无缺口试样冲击方法测得实施例1～3中钢材、对比例1～2、对比例3中H13钢、对比例4中DC53钢的硬度、冲击韧性，结果列于表2中。

硬度和冲击韧性的测试结果如表1所示：

表1

由表1可知，实施例1中钢材的硬度为59HRC，冲击韧性为40J/cm³，实施例2中钢材的硬度为57.5HRC，冲击韧性为38J/cm³；实施例3中钢材的硬度为56.5HRC，冲击韧性为38.5J/cm³；说明实施例1～3中的钢材兼备高硬度与高韧性。通过实施例1和对比例1的对比，可以发现钢材中各化学成分的含量，能够影响钢材的强度和韧性；通过实施例1与对比例2的对比，说明W元素以及W的重量配比对提高钢材的硬度和韧性有重要作用；对比例3中H13钢的硬度为55.6HRC，冲击韧性为32J/cm³；对比例4中DC53钢的硬度为59HRC，冲击韧性为21J/cm³。可见，本申请实施例1中的钢材其硬度与DC53钢硬度一致，其冲击韧性均优于对比例3中的H13钢和对比例4中的DC53钢。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，便于具体和详细地理解本申请的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本申请提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑地分析、推理或者有限的实验得到的技术方案，均在本申请所附权利要求的保护范围内。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.一种钢材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按钢材的化学成分配制制备原料，各化学成分的质量百分比要求如下：C为0.45％～0.5％、Si为1.0％～1.1％、Mn为0.25％～0.35％、Cr为5％～5.1％、W为1.0％～1.1％、Mo为1.1％～1.25％，V为0.45％～0.55％、S与P的总含量≤0.025％、余量为铁；然后对所述制备原料进行精炼、脱气和浇注，制备钢锭；

将所述钢锭进行重熔和锻造，先将重熔后的物料加热至1200℃～1250℃，保温，然后进行开锻和终锻，开锻温度为1100℃～1150℃，终锻温度为850℃～890℃，制备锻造坯料；

将所述锻造坯料按升温至870℃～880℃，保温2h～4h，以小于50℃/h的速度缓冷至690℃～750℃，保温时间4h～6h，再以小于50℃/h的速度缓冷至480℃～500℃，空冷至室温的步骤进行退火；

将退火后的物料加热至620℃～640℃，保温80～90分钟，继续升温至850℃～870℃，保温80～90分钟，继续升温至1030℃～1040℃，保温80～90分钟，气冷至室温，进行淬火；

淬火后进行回火处理，所述回火的步骤包括两次以上的回火处理，每次回火处理的温度独立地为400℃～600℃，每次回火处理的保温时间独立地为180min～200min，回火后制备所述钢材；

所述钢材的硬度为59HRC，冲击韧性为40J/cm³。

2.根据权利要求1所述的钢材的制备方法，其特征在于，所述制备钢锭的步骤包括：

将废铁或铁块加热到熔炼温度获得钢液，加入硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、钼铁，钒铁配制制备原料，进行精炼；精炼后进行真空脱气，对钢液进行脱氧、脱碳、脱硫、脱氢处理并降低其中夹杂物；在惰性气体保护下进行浇注，制备所述钢锭。

3.根据权利要求2所述的钢材的制备方法，其特征在于，所述熔炼温度为1780℃。

4.一种滚刀刀圈，其特征在于，其制备原料包括权利要求1～3任一项所述制备方法制备得到的钢材。

5.根据权利要求4所述的滚刀刀圈，其特征在于，所述滚刀刀圈为盾构机的滚刀刀圈。