專利名稱：一種馬氏體耐磨鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄鋼領(lǐng)域，涉及耐磨鑄件，尤其是一種馬氏體耐磨鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的耐磨鑄鋼主要有高錳鋼和低合金鋼。高錳鋼是一種奧氏體鋼，起始硬度低， 只有在較大沖擊載荷或接解應(yīng)力作用下，才能發(fā)揮表面加工硬化現(xiàn)象而起到耐磨的作用， 但在實(shí)際工況中，90%以上的工藝都不能使高錳鋼有效硬化，使得高錳鋼的實(shí)際耐磨性不能令人滿意。目前國外中低碳合金馬氏體耐磨鋼多為Cr、Mo、Ni系合金鋼，熱處理工藝采用淬火加低溫回火的工藝，以獲得高強(qiáng)度、高硬度和一定韌性的合金性能。我國中低碳合金耐磨鑄鋼的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代以后，取得了一系列成果，較典型的鋼種是 30CrMnSiMoNi和Cr5Mo鋼，期間有一段時(shí)間還著力開發(fā)了符合我國合金資源情況的Si、Mn 系合金30Si2Mn?，F(xiàn)在人們逐漸認(rèn)識到了多元合金化是提高耐磨鑄鋼淬透性、強(qiáng)韌性和硬度的有效方法，因而國內(nèi)外耐磨鑄鋼采用Cr、Mo、Ni、Si、Mn多元合金，用于制造球磨機(jī)襯板、 破碎機(jī)錘頭、挖掘機(jī)斗齒等耐磨件。經(jīng)檢索，發(fā)現(xiàn)與本專利內(nèi)容相關(guān)的兩篇專利文獻(xiàn)，其中公開號為CN1M8937的中國專利提供了一種高屈強(qiáng)比高強(qiáng)韌性鑄造馬氏體不銹鋼，特點(diǎn)是其化學(xué)成分中含有 C 彡 0. 06%, Cr 11-16. 5%, Ni 3. 50-6. 0%, Mn ^ 2%, Mo 0. 5-2%, Si < 1%，余量為 Fe 和少量雜質(zhì)，雜質(zhì)包括Al、
、[N]、[H]、S、P，其含量分別為Al < 0. 15%,
< 0.01%, [N] < 0. 03%, [H]彡 0. 0005%, S 彡 0. 020%, P 彡 0. 025% ；公開號為 CN1600889 的中國專利提供了一種微合金馬氏體耐磨鑄鋼及制造方法，其化學(xué)成分為=C 0. 25 0. 34、 Si 0. 3 0. 7、Mn 1. 15 1. 65、Cr 0. 5 1. 0、B 0. 0005 0. 005、Ti 0. 01 0. 06、Ce 0. 01 0. 045、La 0. 01 0. 035、A10. 01 0. 1、S 彡 0. 035、P 彡 0. 035，其微合金化處理工藝為先在熔煉爐內(nèi)于1600 1610°C加入TiFe，再在澆包內(nèi)加入或在傾出鋼水同時(shí)向澆包內(nèi)投入RESii^e和Bi^e合金。本專利內(nèi)容與上述兩篇專利有較大不同。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供一種馬氏體耐磨鋼及其制造方法，在中低碳合金馬氏體耐磨鋼的基礎(chǔ)上，利用配比合理的微量元素代替昂貴的Mo、Ni等元素，通過穩(wěn)定的微合金工藝達(dá)到或超出Cr、Mo、Ni系合金馬氏體耐磨鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本發(fā)明不使用Mo、Ni等貴重的合金元素，而是通過微合金化來達(dá)到強(qiáng)韌化和硬韌化目的，因而制造成本較低、微合金化處理工藝先進(jìn)、穩(wěn)定性好、熱處理工藝簡單且其強(qiáng)度、硬度、韌性及耐磨性優(yōu)良、使用壽命長。2、通過本發(fā)明制得的馬氏體耐磨鋼，其力學(xué)性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，而且，其耐腐蝕性較高錳鋼有明顯提升，作業(yè)時(shí)間或耐磨性可提高1 3倍。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種馬氏體耐磨鋼，按化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)=C 0. 30 0. 35、Si 0·6 1·2、Μη 1. 0 1. 5,Cr 2. 5 3. 5、Β 0. 003 0. 007,Ti 0. 03 0. 06,RE 0. 1 0. 15,Al 0. 01 0. 03, S ^ 0. 035, P 彡 0. 035，其余為 Fe。其制造方法包括熔煉工藝和熱處理工藝(1)熔煉工藝第一步微合金化處理采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，1550 1600°C時(shí)加入Cr、Mn、Si， 將熔煉后的鋼水投入澆包；第二步微合金化處理向澆包內(nèi)投入RESWe，澆注時(shí)溫度為1600°C，然后冷卻制得毛坯鑄件；將毛坯鑄件經(jīng)拆箱、打磨后投入加熱爐；(2)熱處理工藝淬火加熱爐升溫至650°C，保溫2 4小時(shí)后，經(jīng)1000 1050°C水池中淬火，2小時(shí)后，投入回火爐；回火回火爐溫度控制在170 200°C，回火5 8小時(shí)，冷卻后得到馬氏體耐磨鋼 ZG35CrMn2SiREBTi。通過上述方法制得的馬氏體耐磨鋼ZG35CrMn2SiREBTi，其力學(xué)性能和制作成耐磨件后使用效果分別見表1和表2 :表1馬氏體耐磨鋼ZG35CrMn2SiREBTi力學(xué)性能表
權(quán)利要求
1.一種馬氏體耐磨鋼，其特征在于按化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C 0.30 0.35、Si 0. 6 1. 2、Mn 1. 0 1. 5、Cr 2. 5 3. 5、B 0. 003 0. 007、Ti 0. 03 0. 06、RE 0. 1 0. 15、Al 0. 01 0. 03, S ^ 0. 035, P ( 0. 035，其余為 Fe。
2.制造如權(quán)利要求1所述的馬氏體耐磨鋼的方法，包括熔煉工藝和熱處理工藝，其特征在于其步驟為其制造方法包括熔煉工藝和熱處理工藝(1)熔煉工藝第一步微合金化處理采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，1550 1600°C時(shí)加入Cr、Mn、Si，將熔煉后的鋼水投入澆包；第二步微合金化處理向澆包內(nèi)投入RESii^e進(jìn)行澆注，澆注時(shí)溫度為1600°C，然后冷卻制得毛坯鑄件；將毛坯鑄件經(jīng)拆箱、打磨后投入加熱爐；(2)熱處理工藝淬火加熱爐升溫至650°C，保溫2 4小時(shí)后，經(jīng)1000 1050°C水池中淬火，2小時(shí)后，投入回火爐；回火回火爐溫度控制在170 200°C，回火5 8小時(shí)，冷卻后得到馬氏體耐磨鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬氏體耐磨鋼，其特征在于所述馬氏體耐磨鋼由高密度位錯(cuò)馬氏體和片狀馬氏體的混合物相互夾雜組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種馬氏體耐磨鋼及其制備方法，按化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C0.30～0.35、Si0.6～1.2、Mn1.0～1.5、Cr2.5～3.5、B0.003～0.007、Ti0.03～0.06、Re0.1～0.15、Al0.01～0.03、S≤0.035、P≤0.035，其余為Fe，經(jīng)熔煉工藝和熱處理工藝，制得馬氏體耐磨鋼。本發(fā)明所提供的馬氏體耐磨鋼的制造方法，不使用Mo、Ni等貴重的合金元素，通過本發(fā)明制得的馬氏體耐磨鋼，其力學(xué)性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，而且，其耐腐蝕性較高錳鋼有明顯提升，作業(yè)時(shí)間或耐磨性可提高1～3倍。
文檔編號C21D1/18GK102230135SQ201110163309
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者張乾磊, 張乾秋 申請人:天津市薊縣東塔耐磨鋼球廠