LU501948B1 - Alloy-reinforced high-carbon steel casting material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Claims (8)

Anspriiche LU501948
1. Legierungsverstärktes modifiziertes hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Gussmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Gussmaterial aus hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl, Hochnickelbasiertem austenitischem Edelstahl-Vorbehandlungsmaterial, das mit mikropartikulärem SiC dotiert ist, groBpartikulärem Siliciumkarbid und Manganmetall durch Hochtemperaturschmelzen oberhalb 1400°C hergestellt ist, Wobei vorzugsweise bezogen auf die Masse des hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Rohmaterials, das Massenverhältnis des Hochnickelbasierten austenitischen Edelstahl-Vorbehandlungsmaterial, das mit mikropartikulärem SiC dotiert ist, 5-10 % beträgt, und das Massenverhältnis des groRpartikuléren Siliciumkarbid 0,1-0,2% beträgt, und das Massenverhältnis des Mangan 0,2-0,3% beträgt.
2. Hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Gussmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochkohlenstoffbasierte Kohlenstoffstahl einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,3 bis 0,9 %, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 %, aufweist; wobei weiter bevorzugt er in Masse-% enthält : 0,30 % < C < 0,60 %, 0,10 % < Si < 0,50 %, 0,50 % < Mn < 1,0 %, S < 0,05 %, P = 0,05%, Ni = 0,50%, Cr = 0,50%, Mo = 0,20% (und die Gesamtmenge an Ni, Cr, Mo ist weniger als 1%), wobei der Rest Fe ist.
3. Hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Gussmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochnickelbasierte austenitische Edelstahl-Rohmaterial weniger als 0,1% Kohlenstoff in Masse-% enthält; wobei es vorzugsweise in Masse-% in % enthalt: C < 0,05 %, Cr: 15-18 %, Ni: 12-15 %, Mo: 2-3 %, Si: 0,5-1 %, wobei der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen sind, wobei in der Verunreinigungen P = 0,03 %, S < 0,03 %.
4. Hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Gussmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchengrôfe des groBpartikulären Siliciumkarbids im Bereich von 100-300 um und die TeilchengréRe des Mikropartikulären Siliciumkarbids im Bereich 1 von 5-50 um liegt.
5. Hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Gussmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochnickelbasierte austenitische Edelstahl-Vorbehandlungsmaterial, das mit mikropartikuldrem SiC dotiert ist, durch die folgenden Schritte hergestellt wird: 1) in einem Vakuumschmelzofen mit Rührwerk werden 100 Teile einer austenitischen Edelstahllegierung am Boden des Ofens und 10-30 Teile mikropartikuläres Siliziumkarbidpulver in den oberen Beschickungsbehälter gegeben, dann versiegelt und evakuiert; 2) Erhitzen der austenitischen Edelstahllegierung, um sie vollstandig zu schmelzen, und dann Rühren der geschmolzenen Legierung mit einer Geschwindigkeit von 200-300 U/min für 3-10 Minuten mit Hilfe eines Rührwerk; dann geeignetes Erhitzen, um die Temperatur des Ofenkôrpers zu erhöhen und langsames Zuführen von mikropartikuläres Siliziumkarbidpulver in Chargen, wobei die Zuführgeschwindigkeit und der Zuführbereich gesteuert werden, um die Zuführung gleichmäßig zu machen; nachdem die Zuführung abgeschlossen ist, wird die Temperatur des Ofenkôrpers aufrechterhalten und das Rühren wird für 15-30 Minuten fortgesetzt; 3) Abkühlen um 50-100°C und Reduzieren der Rührgeschwindigkeit auf 100-150 U/min, Rühren bei niedriger Geschwindigkeit für 10-15 min, dann Stoppen des Rührens und Warmhalten für 15-30 min; Einfüllen von Inertgas nach der Wärmeerhaltung, um den Druck im Ofen zu erhôhen und auf Atmosphärendruck zu stabilisieren, wobei es aus dem Ofen entnommen und in eine Form gegossen wird, um auf 500-600°C mit Luft abgekühlt zu werden, 4-6 Stunden gehalten und dann auf etwa 100°C luftgekühlt und dann mit Wasser abgeschreckt, um schnell auf Raumtemperatur abzukühlen, wobei der erhaltene Legierungsbarren zur spateren Verwendung mechanisch in einen kérnigen Zustand pulverisiert wird .
6. Verfahren zur Herstellung eines Hochkohlenstoffbasierten 2
Kohlenstoffstahl-Gussmaterials nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, 00000 dass es die folgenden Schritte umfasst: 1) Schmelzen von Rohmaterial: S1: Wiegen Sie die folgenden Materialien gemäß einem bestimmten Massenverhältnis: das hochkohlenstoffbasierte Kohlenstoffstahl, das Hochnickelbasierte austenitische Edelstahl-Vorbehandlungsmaterial, das mit mikropartikulärem SiC dotiert ist, das grofpartikuläre Siliciumkarbid und das Manganmetall; wobei bezogen auf die Masse des hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl-Rohmaterials, das Massenverhältnis des Hochnickelbasierten austenitischen Edelstahl-Vorbehandlungsmaterial, das mit mikropartikulärem SiC dotiert ist, 5-10 % beträgt, und das Massenverhältnis des grofpartikulären Siliciumkarbid 0,1-0,2% beträgt, und das Massenverhältnis des Mangan 0,2-0,3% beträgt; S2: in einer Stickstoffatmosphäre wird der Hauptrohstoff, e.g. hochkohlenstoffbasiertes Kohlenstoffstahl, in einem Elektroofen auf über 1400°C erhitzt, um ihn zu schmelzen, wobei nach dem Schmelzen das Hochnickelbasierte austenitische Edelstahl-Vorbehandlungsmaterial, das mit mikropartikulärem SiC dotiert ist, das grofpartikuläre Siliciumkarbid und das Manganmetallpulver nacheinander und in Charge unter Rühren zugegeben wird; nachdem das Rohmaterial zugegeben wurde, wird die Temperatur auf über 1500°C erhöht und das Rühren wird für 10-15 Minuten fortgesetzt; nach Beendigung des Rührens 5-15 Minuten stehen lassen, um das Rohmaterial der geschmolzenen Legierungsflüssigkeit zu erhalten; 2) Gießen: Abkühlen der geschmolzenen Legierungsflüssigkeit auf 1.450°C bis 1.480°C, Gießen, und Abkühlen auf 500°C oder weniger und Trennen eines resultierenden Gussstücks, Entfernen eines Gusssteigrohrs und Glatten einer Oberfläche des Gussstücks, um die geformten Rohlinge zu erhalten; 3) Wärmebehandlung: Durchführung der folgenden doppelten Wärmebehandlung in einem Wärmebehandlungsofen:
3
S1: Gradiente Erwärmung - Vergütungsbehandlung Einbringen der geformten Rohlinge in die Elektroofen, Erhitzen auf 650°C bis 700°C mit einer Erwärmungsrate von 90°C/h bis 100°C/h und Halten der Temperatur für 0,5 h bis 1 h; dann Erhitzen auf 820°C bis 870°C mit einer Erwärmungsrate von 120°C/h bis 150°C/h und Halten der Temperatur für 2 h bis 3 h; dann Stoppen von Erhitzen, dann natürliches Abkühlen der Rohlinge im Ofen auf 600°C bis 620°C und Abkühlen der Rohlinge mit Luft auf 100°C bis 150°C außerhalb des Ofens und Erhitzen auf 700°C + 10°C bei einer konstanten Erwärmungsrate von 60°C/h bis 90°C/h, Halten der Temperatur für 1 h bis 2 h und Abkühlen der Rohlinge mit Luft auf Raumtemperatur außerhalb des Ofens; S2: Sekundäre Konditionierung Die oben getemperte Rohlinge wird auf 700-750°C mit einer Erwärmungsrate von 100-120°C/h erhitzt, für 1-2h gehalten, dann auf 100-200°C abgeschreckt, dann wieder auf 700°C+10°C mit einer Erwärmungsrate von 100-120°C/h erhitzt, für 2-3h gehalten, dann die Erhitzung gestoppt, wobei nachdem der Ofen auf natürliche Weise auf 500 °C+20 °C abgekühlt ist, wird er aus dem Ofen entlassen, und der Rohling wird nach seiner Entlassung aus dem Ofen auf natürliche Weise auf Normaltemperatur abgekühlt, um nach der Wärmebehandlung das fertige Gussteil zu erhalten.
7. Fertiges Gussteil, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 6.
8. Gussteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gussteil um ein Ventilkôrper-Gussteil zur Verwendung in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen von null bis minus 26°C handelt.
4
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