CN1482271A - 铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺 - Google Patents

铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺 Download PDF

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汪孟春
王续宝
尤占云
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺，要解决的技术问题是提供一种硬度、耐磨性、韧性好的铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺。技术方案：含有的成分及其所占的重量百分比为，碳0.3－0.6％、硅0.8－1.4％、锰0.8－1.2％、铬1.8－2.5％、钨0.6－1.5％、钼0.5－0.6％、铜0.5－0.6％、钒0.08－0.15％、稀土0.06－0.12％，其余为铁。一种生产铸造铬钨多元低合金耐磨钢的工艺，将原料采用中频或工频感应电炉熔炼，采用钒和稀土孕育处理，出钢温度1550－1600摄氏度，浇注温度1480－1520摄氏度，形成铸件。

Description

铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺
技术领域：本发明涉及一种铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺。
背景技术：目前现有的低合金钢硬度、耐磨性、韧性不够理想。
发明内容：本发明要解决的技术问题是提供一种硬度、耐磨性、韧性好的铸造铬钨多元低合金耐磨钢及其生产工艺。技术方案：1、一种铸造铬钨多元低合金耐磨钢，其特征在于：含有的成分及其所占的重量百分比为，碳0.3-0.6％、硅0.8-1.4％、锰0.8-1.2％、铬1.8-2.5％、钨0.6-1.5％、钼0.5-0.6％、铜0.5-0.6％、钒0.08-0.15％、稀土0.06-0.12％，其余为铁。2、一种生产铸造铬钨多元低合金耐磨钢的工艺，其特征在于：原料含有的成分及其所占的重量百分比为，碳0.3-0.6％、硅0.8-1.4％、锰0.8-1.2％、铬1.8-2.5％、钨0.6-1.5％、钼0.5-0.6％、铜0.5-0.6％、钒0.08-0.15％、稀土0.06-0.12％，其余为铁，将原料采用中频或工频感应电炉熔炼，采用钒和稀土孕育处理，出钢温度1550-1600摄氏度，浇注温度1480-1520摄氏度，形成铸件。有益效果：1、采用钨与铬配合，不仅钨能提高淬透性，而且使铬在基体中固容量增加(加入钨2％使铬固容量增加27.6％)促进铬充分发挥提高淬透性的作用。钨固溶于基体(当钨/铬为4.07时固容量为6.78％)提高了马氏体的显微硬度Hm由730提高到1100)。由于钨与碳的亲和力大于铬与碳的亲和力，回火时析出弥散分布的含钨碳化物，既增加了弥散硬质点的数量又提高了碳化物的显微硬度。因此，采用钨与铬合金化显著提高材料的耐磨性能。2、使材料的硬度与韧性达到了优化组合，一般低合金耐磨钢当硬度HRC大于等于55时，韧性ak为30J/cm2左右，而本耐磨钢可保持ak50J/cm左右。较高的硬度与韧性综合性能是本耐磨钢在磨粒磨损条件下具有良好耐磨能的关键。3、由于本耐磨钢具有良好的淬透性，对于中小壁厚20mm的铸件，铸态硬度HRC46-52，可以在铸态下使用，或采用空淬后使用，简化了生产工艺。4、本耐磨钢设计含碳范围宽，低碳可改善韧性和可焊性，高碳亦能用火燃切割，不仅拓宽了应用范围而且为使用带来便利。结合数据详述本发明的性能。
硬度及韧性
C              合金成分        铸态    退火      淬火+回火
Cr W Mo Cu HRC   akJ/cm2 HRC HRC  akJ/cm2
 0.35   1.84   0.82   0.59   0.60   42.4   16.8   23.3  56.2  52.7
 0.50   2.21   1.34   0.58   0.59   62.352.9*   12.5   27.8  60.861.2*  49.448.9*
表中数据为10×10×55mm砂型试样表中带*数字为壁厚20mm铸件切取耐磨性含C 0.35％耐磨钢与ZGMn13采用冲击磨粒磨损试验机进行对比试验
冲击功J 相对耐磨性 ZGMn13加工硬化HRC
  0.5     5.13     29.0
  1.0     3.61     32.3
  1.5     2.45     39.8
  2.5     1.07     50.7
  3.5     0.56     54.2
注：ZGMn13的耐磨性为1。
可见当冲击功＜2.5J时本耐磨钢的耐磨性优于高锰钢，冲击功很小时相当于高锰钢的5倍。
含C 0.5％耐磨钢与ZG50Mn2、美国30MnCrMo采用小型球磨机进行对比试验，以ZG50Mn2的耐磨性为1，则本耐磨钢的相对耐磨性为1.98，美国30MnCrMo为1.26。
采用本发明作衬板，使用寿命比美国30MnCrMo提高78.2％，比ZGMn13提高2.4倍，比16Mn提高3.7倍。
具体实施方式：原料采用废钢、铬铁、钨铁、硅铁、锰铁、钼铁、铜、钒铁、稀土硅铁合金，原料中含有的成分及其所占的重量百分比为，碳0.5％、硅1.0％、锰0.9％、铬2.0％、钨1.0％、钼0.55％、铜0.55％、钒0.10％、稀土0.1％，其余为铁，原料中的杂质磷的含量重量份数≤0.035，硫的重量份数≤0.03。将原料采用中频或工频感应电炉熔炼，采用钒和稀土孕育处理，钒和稀土的加入量所占的重量百分比为0.3％。出钢温度1550-1600摄氏度，浇注温度1480-1520摄氏度，形成铸件。如得到性能更好的钢，将前述的铸件930-950度空冷或油淬，220-250度回火。加热采用电炉加热，适当提高奥氏体温度使合金元素充分固溶强化马氏体，回火时析出更多的二次碳化物，从而提高耐磨性。最终产生的钢的金相组织为，马氏体+部分贝氏体+少量残余奥氏体+弥散碳化物。

Claims (4)

1、一种铸造铬钨多元低合金耐磨钢，其特征在于：含有的成分及其所占的重量百分比为，碳0.3-0.6％、硅0.8-1.4％、锰0.8-1.2％、铬1.8-2.5％、钨0.6-1.5％、钼0.5-0.6％、铜0.5-0.6％、钒0.08-0.15％、稀土0.06-0.12％，其余为铁。
2、一种生产权利要求1所述的铸造铬钨多元低合金耐磨钢的工艺，其特征在于：原料含有的成分及其所占的重量百分比为，碳0.3-0.6％、硅0.8-1.4％、锰0.8-1.2％、铬1.8-2.5％、钨0.6-1.5％、钼0.5-0.6％、铜0.5-0.6％、钒0.08-0.15％、稀土0.06-0.12％，其余为铁，将原料采用中频或工频感应电炉熔炼，采用钒和稀土孕育处理，出钢温度1550-1600摄氏度，浇注温度1480-1520摄氏度，形成铸件。
3、根据权利要求2所述的生产铸造铬钨多元低合金耐磨钢的工艺，其特征在于：钒和稀土孕育处理时，钒和稀土的加入量所占的重量百分比为0.3％。
4、根据权利要求2或3所述的生产铸造铬钨多元低合金耐磨钢的工艺，其特征在于：铸件930-950度空冷或油淬，220-250度回火。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100381587C (zh) * 2005-03-25 2008-04-16 福州大学 免高温热处理低合金耐磨铸钢的制备工艺
CN106011593A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 含山县林头环宇铸造厂 一种耐磨损磁飞轮铸件的原料配方及其生产工艺

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication