CN1540025A - 一种钎钢 - Google Patents
一种钎钢 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1540025A CN1540025A CNA2003101113028A CN200310111302A CN1540025A CN 1540025 A CN1540025 A CN 1540025A CN A2003101113028 A CNA2003101113028 A CN A2003101113028A CN 200310111302 A CN200310111302 A CN 200310111302A CN 1540025 A CN1540025 A CN 1540025A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- alloying element
- weight percentage
- alloy
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明属于用于轧制中空凿岩钎钢的特种合金钢。一种钎钢,含铁基,基本合金元素及重量百分含量是:C-0.3~0.45,Si-1.0~1.6,Mn-0.6~1.0,Cr-0.6~1.2,V-0.06~0.18,其特征在于:加入了合金元素W,其含量为0.3~1.0。一种钎钢,含铁基,基本合金元素及重量百分含量是:C-0.19~0.25,Si-0.15~0.35,Mn-0.4~0.7,Cr-1.6~2.2,Ni-1.4~2.0,其特征在于:加入了合金元素W,其含量为0.3~1.0。本发明为凿岩行业提供了能够发挥资源优势、降低成本、提高质量、延长使用寿命的新型凿岩钎杆用钢。本发明广泛用于制造凿岩钎杆和硬质合金整体钎子。
Description
技术领域
本发明属于合金钢,特别是用于轧制中空凿岩钎钢的特种合金钢。
背景技术
凿岩钎杆用钎钢是细长杆件,它在工作时承受着拉、压、弯、扭和凿岩机每分钟2000~9000次左右的高频冲击,每次冲击功高达25~500J(焦耳),同时在岩矿石的剧烈磨损、高压水流或压气冲刷和矿坑水的腐蚀条件下,常以应力腐蚀疲劳断裂的方式失效,使用寿命仅几十分钟到几十小时,是人类所有钢铁机具中受力条件最苛刻、使用寿命最短、基础工业必备、技术含量很高的大量消耗性工具。
迄今为止,钎钢寿命较低断裂频繁,仍是世界采掘工业面临的百年难题。
根据所掌握的资料,迄今为止国内外用于生产中空钎钢的钢种是:国内以贵阳、涟源、抚顺三家钎钢厂为代表:①H19、H22、H25mm锥体连接钎杆用六角形中空钎钢的钢种为55SiMnMo,这是一种Si-Mn-Mo系贝氏体合金钢,用其生产的H22mm锥体连接钎杆,其硬岩工业统计寿命约50m,仅为瑞典同类产品寿命的1/3左右;②D32、D38mm螺纹连接钎杆用圆形中空钎钢的钢种为35SiMnMoV,这也是Si-Mn-Mo系贝氏体合金钢,工业统计硬岩寿命可达200~300m,约为瑞典同类产品的1/3~1/2。国外以瑞典Sandvik、Secoroc公司为代表:①H19、H22、H25mm等硬质合金整体钎子和锥体连接钎杆用六角形中空钎钢为Z708和Sanbar61钢,即40SiMnCrNiMo,该钢属Cr-Ni-Mo系超高强度合金钢,使用状态的金相组织为马氏体+贝氏体复相组织,用其生产的H22mm整钎和锥体连接钎杆的硬岩保证寿命≥150m;②D32、D38、D45、D51mm等螺纹连接钎杆用圆形中空钎钢为L-435和Sanbar64,或为C-644和Sanbar23;L-435和Sanbar64即23CrNi3Mo钢,C-644和Sanbar23即25Cr3Mo钢;它们分别属于Cr-Ni-Mo和Cr-Mo系高强度合金钢。该两种钢适合气体渗碳,制作的同类R32-D32×1200-R32螺纹连接钎杆,表面硬度HRC58~62,心部硬度HRC43~45,工业统计硬岩寿命≥600m。
我国钎杆产品使用寿命低,主要原因是钎钢的钢种设计和冶炼、轧制与制钎工艺不合理,导致钎钢机械性能较差,钢的成分变动范围大,钢质纯净度低,有害夹杂物尺寸大且分布不好,晶粒粗,淬透性波动大,不能保证制成品表面和心部硬度以及强度处在最佳区间内,不能保证钎钢精确的几何参数和内外表面无缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用寿命长的钎钢。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:本发明在已有钎钢成果的基础上,为整体钎子和锥体连接钎杆设计的新钢种为37SiMnCrWV、37SiMnCrNiWMoV。37SiMnCrWV钢,含铁基,基本合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.3~0.45、Si-1.0~1.6、Mn-0.6~1.0、Cr-0.6~1.2、V-0.06~0.18,加入的合金元素W的重量百分含量为0.3~1.0;37SiMnCrNiWMoV钢是在37SiMnCrWV钢的基础上,添加了0.45~0.50的Ni和0.20~0.30的Mo。该两种钢属Cr-Ni-W-Mo-V系超强韧性合金空冷钢,其性能优于瑞典的Z708、Sanbar61钢,并且符合中国的资源条件。
本发明还为螺纹连接钎杆设计了23Cr2Ni2W和23Cr2Ni2WMoV两个新钢种。23Cr2Ni2W钢,含铁基,基本合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.19~0.25、Si-0.15~0.35、Mn-0.4~0.7、Cr-1.6~2.2、Ni-1.4~2.0,加入的合金元素W的重量百分含量为:0.3~1.0;23Cr2Ni2WMoV钢是在23Cr2Ni2W钢的基础上,添加了0.20~0.30的o和0.06~0.18的V。重型钎杆用中空钎钢新钢种23Cr2Ni2W的设计原理是:①保持国外同类钢的淬透性(保证产品心部硬度和强度);②修改了CrNi3Mo钢Cr、Ni比例,提高了Cr含量,减少了Ni含量,保持了Cr-Ni钢的优异性能,并降低了成本;③用W代替Mo除保持了Mo的性能外,在渗碳温度下,W能生成特殊碳化物,细化钢的晶粒,阻止过冷奥氐体晶粒粗化,同时还能提高钢的耐磨性。23Cr2Ni2WMoV钢,则是按照“多组元少含量”的合金化要求,在23Cr2Ni2W的基础上,保留了低含量的有益合金元素Mo和V。该两种钢属于Cr-Ni-W-Mo-V系超强韧性合金渗碳钢。
合金元素W是高熔点强碳化物形成元素,生成的特殊碳化物能提高钢的回火稳定性、热强度,能更好地细化晶粒和在不同温度下阻止晶粒长大,更有力地提高钢的强韧性和耐磨性,也就提高了钎钢的使用寿命。加入微量稀土Ce-La合金能净化晶界、减少成分偏析、细化晶粒,使钢强韧化,提高耐磨性。Ce-La是一种双元稀土合金,工业上称为“米铈合金”。
优点和积极效果
本发明提供了一种为整体钎子和锥体连接钎杆设计的钎钢37SiMnCrWV、一种为为螺纹连接钎杆设计的钎钢23Cr2Ni2W;它们具有同一个发明构思,即在钎钢的化学成分中加入了合金元素W。所加入的W能生成特殊碳化物、阻止奥氐体化时晶粒长大,提高了钢的强韧性和耐磨性,从而提高了钎钢的使用寿命。本发明还提供了在钎钢37SiMnCrWV的基础上添加了0.45~0.50的Ni和0.20~0.30的Mo的钎钢37SiMnCrNiWMoV;在钎钢23Cr2Ni2W的基础上添加了0.20~0.30的Mo和0.06~0.18的V的钎钢23Cr2Ni2WMoV。在此基础上,本发明还通过在钎钢中添加0.02~0.04微量Ce-La稀土合金的方法,用于减少钎钢的成分偏析、净化晶界,进一步提高了钎钢的使用寿命。为凿岩行业提供了能够发挥资源优势、降低成本、提高质量、延长使用寿命的新型凿岩钎杆用钢。本发明广泛用于制造凿岩钎杆和硬质合金整体钎子。
具体实施方式
实施例一
37SiMnCrWV钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.37、Si-1.2、Mn-0.8、Cr-0.7、V-0.1,加入的合金元素W-0.6,P、S杂质小于0.02。
其制备方法:按常规方法制备。
炼钢工艺:配用精料+电弧炉(EBT)初炼+真空炉精炼(VD)+模铸。
电弧炉(EBT)任务:保证钢水碳(C)、磷(P)合适;温度合适;适当合金化;出钢前变渣;钢中脱氧加铝(Al)。加强氧化期去气、去夹杂操作,无渣出钢,钢中磷(P)硫(S)和夹杂物含量降低,减少钢液污染。
真空炉(VD)任务:真空精炼脱气,进一步除去钢中气体和夹杂物,提高钢的纯净度:入VD加热精炼,严格控制抽真空后氩气流量;破真空;计算机成分预报微调;终脱氧补铝(Al);加稀土吹氩;抬包浇铸,严格控制浇铸温度。
实施例二
37SiMnCrNiWMoV钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.37、Si-1.2、Mn-0.8、Cr-0.7、V-0.1,加入的合金元素W-0.6、Ni-0.48、Mo-0.25,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例三
23Cr2Ni2W钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.23、Si-0.25、Mn-0.5、Cr-1.65、Ni-1.55,加入的合金元素W的含量W 0.6,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例四
23Cr2Ni2WMoV钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.23、Si-0.25、Mn-0.5、Cr-1.65、Ni-1.55,加入的合金元素W的含量W-0.6、Mo-0.25、V-0.1,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例五
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.3、Si-1.0、Mn-0.6、Cr-0.6、V-0.06,加入的合金元素W-0.3,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例六
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.45、Si-1.6、Mn-1.0、Cr-1.2、V-0.18,加入的合金元素W-1.0,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例七
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.19、Si-0.15、Mn-0.4、Cr-1.6、Ni-1.4,加入的合金元素W的含量W-0.3,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例八
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.25、Si-0.35、Mn-0.7、Cr-2.2、Ni-2.0,加入的合金元素W的含量W-1.0,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例一。
实施例九
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.3、Si-1.0、Mn-0.6、Cr-0.6、V-0.06,加入的合金元素W-0.3,(Ce-La)-0.02,P、S杂质小于0.02。
其制备方法:按常规方法制备。
炼钢工艺:配用精料+电弧炉(EBT)初炼+钢包炉(LF)精炼+真空炉(VD)脱气+连铸(CCM)结晶器中加稀土
电弧炉(EBT)任务:保证钢水碳(C)、磷(P)合适;温度合适;出钢包中合金化。
钢包炉(LF)任务:加热精炼;计算机成分预报微调;加铝(Al)脱氧;变渣。
真空炉(VD)任务:真空精炼脱气,严格控制抽真空后氩气流量;破真空;终脱氧补铝(Al);加工艺性微量元素(铌、钛等)。
连铸(CCM)任务:在连铸结晶器中喂稀土丝,调节喂丝速度保持稀土(Re)/硫(S)比,严格控制加入量。
实施例十
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.45、Si-1.6、Mn-1.0、Cr-1.2、V-0.18,加入的合金元素W-1.0,(Ce-La)-0.04,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例九。
实施例十一
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.19、Si-0.15、Mn-0.4、Cr-1.6、Ni-1.4,加入的合金元素W的含量W-0.3,(Ce-La)-0.02,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例九。
实施例十二
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.25、Si-0.35、Mn-0.7、Cr-2.2、Ni-2.0,加入的合金元素W的含量W-1.0,(Ce-La)-0.04,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例九。
实施例十三
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为: C-0.37、Si-1.2、Mn-0.8、Cr-0.7、V-0.1,加入的合金元素W-0.6、Ni-0.48、Mo-0.25,(Ce-La)-0.03,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例九。
实施例十四
一种钎钢,含铁基,合金元素化学成分及重量百分含量为:C-0.23、Si-0.25、Mn-0.5、Cr-1.65、Ni-1.55,加入的合金元素W的含量W-0.6、Mo-0.25、V-0.1和(Ce-La)-0.03,P、S杂质小于0.02。
其制备方法同实施例九。
钢的凝固结晶过程就是形成不同化学元素偏析的过程,由于偏析的存在,必然造成宏观和微观的硬度差以及晶相组织缺陷。因此,在完成了钢成分准确控制、减少钢中氧含量、严格控制夹杂物之后,进一步提高钎钢使用寿命的手段是减少钎钢钢种的成分偏析。本发明所采取的解决方案是在实施方案所述钢种的基础上,分别添加微量Ce-La稀土合金的措施来减少偏析;所添加Ce-La稀土合金元素的含量(%)为0.02~0.04,其加入时间应在充分脱氧之后。经实践证明,加入微量Ce-La稀土合金在大生产中大幅度减少偏析、减小枝晶间距是可行的。
Claims (6)
1.一种钎钢,含铁基,基本合金元素及重量百分含量是:C-0.3~0.45,Si-1.0~1.6,Mn-0.6~1.0,Cr-0.6~1.2,V-0.06~0.18,其特征在于:加入了合金元素W,其含量为0.3~1.0。
2.根据权利要求1所述的一种钎钢,其特征在于:还加入了Ni-0.45~0.50和Mo-0.20~0.30。
3.一种钎钢,含铁基,基本合金元素及重量百分含量是:C-0.19~0.25,Si-0.15~0.35,Mn-0.4~0.7,Cr-1.6~2.2,Ni-1.4~2.0,其特征在于:加入了合金元素W,其含量为0.3~1.0。
4.根据权利要求3所述的一种钎钢,其特征在于:还加入了Mo-0.20~0.30和V-0.06~0.18。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种钎钢,其特征是还加入了Ce-La稀土元素,Ce-La稀土合金元素加入的百分含量为0.02~0.04。
6.根据权利要求5所述的一种钎钢,其特征是在最终脱氧后加入Ce-La稀土合金元素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200310111302 CN1219102C (zh) | 2003-10-30 | 2003-10-30 | 一种钎钢 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200310111302 CN1219102C (zh) | 2003-10-30 | 2003-10-30 | 一种钎钢 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2005100671153A Division CN1320153C (zh) | 2003-10-30 | 2003-10-30 | 一种钎钢 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1540025A true CN1540025A (zh) | 2004-10-27 |
CN1219102C CN1219102C (zh) | 2005-09-14 |
Family
ID=34336013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200310111302 Expired - Fee Related CN1219102C (zh) | 2003-10-30 | 2003-10-30 | 一种钎钢 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1219102C (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103695797A (zh) * | 2013-12-21 | 2014-04-02 | 湘潭高新区风动机械有限公司 | 一种凿岩钎具用中空钢 |
CN107974629A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-01 | 长沙黑金刚实业有限公司 | 一种钎具用钢、其制备方法及钎具 |
CN111961974A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-20 | 本钢板材股份有限公司 | 一种开铁口机钎尾轴的制备方法 |
-
2003
- 2003-10-30 CN CN 200310111302 patent/CN1219102C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103695797A (zh) * | 2013-12-21 | 2014-04-02 | 湘潭高新区风动机械有限公司 | 一种凿岩钎具用中空钢 |
CN107974629A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-01 | 长沙黑金刚实业有限公司 | 一种钎具用钢、其制备方法及钎具 |
CN111961974A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-20 | 本钢板材股份有限公司 | 一种开铁口机钎尾轴的制备方法 |
CN111961974B (zh) * | 2020-08-20 | 2021-07-09 | 本钢板材股份有限公司 | 一种开铁口机钎尾轴的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1219102C (zh) | 2005-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102154594B (zh) | 铬铌硼合金稀土铸造磨球 | |
CN102330014B (zh) | 一种抗磨铸铁材料 | |
CN106591689B (zh) | 一种过共晶高铬合金白口铸铁溜槽衬板及其制备方法 | |
CN105970095B (zh) | 一种高强度、高耐磨性、高疲劳寿命的履带用钢及其生产工艺 | |
CN1078626C (zh) | 一种高硅耐磨铸钢的制造方法 | |
MX2007000628A (es) | Acero para tubos de acero. | |
CN1924070A (zh) | 一种含有高硬度硼化物的铸造高硼耐磨不锈钢及制备方法 | |
CN1775983A (zh) | 高强度铸造空冷贝氏体耐磨钢及其制备方法 | |
CN112063923B (zh) | 1300MPa级含RE硫系易切削钢60mm棒材及其制备方法 | |
CN103556081B (zh) | 一种高强高韧耐磨挖掘机斗齿用钢及其制造方法 | |
CN104911504B (zh) | 用于特大型破碎机的高强度高抗磨铸钢件及其生产工艺 | |
CN105364029B (zh) | 一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法及厚壁铸钢件 | |
CN109338214B (zh) | 高强高韧的凿岩钎具用钢及其生产方法 | |
CN1276113C (zh) | 高硼铸造铁基耐磨合金及其热处理方法 | |
CN1209479C (zh) | 多元高铬耐磨铸铁筛板及其制造方法 | |
CN104911494B (zh) | 一种含硼耐磨铸钢材料及其制备方法 | |
CN103484777B (zh) | 奥氏体锰钢及其制备方法 | |
CN1166803C (zh) | 高钒高耐磨合金及其制备方法 | |
CN1219102C (zh) | 一种钎钢 | |
CN1320153C (zh) | 一种钎钢 | |
CN1261607C (zh) | 强韧高硅铸钢及其制造方法 | |
CN115896634B (zh) | 一种耐高温有色金属压铸成型模具钢材料及其制备方法 | |
CZ297762B6 (cs) | Nástrojová ocel, zpusob výroby dílu z této oceli a díl z oceli nebo získaný uvedeným zpusobem | |
CN108220811A (zh) | 一种耐磨钢及其制备方法 | |
CN104060178B (zh) | 一种球磨机衬板材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |