一種中低碳錳鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中低碳錳鋼，所含化學(xué)元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：C：0.2％-0.3％；Mn：4.6％-5.2％；B：1.2％-1.6％；Si：0.25％-0.35％；Cr：0.2％-0.3％；Ni：0.2％-0.4％；Nb：0.004％-0.006％；Al：0.10％-0.14％；V：0.005％-0.01％；Mo：0.6％-1.2％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料為Fe。將生鐵與廢鐵按2：(3-5)的比例投入爐中，脫硫脫氧后依次加入Si、Ni、V、Mn、Nb、Mo、Al、Cr、B、W進(jìn)行合金化，投入各元素的時(shí)間間隔為1.5-2分鐘，然后采用精煉劑精煉、澆鑄，得到鑄錠；將鑄錠放入熱處理爐中，先由室溫升溫至910-920℃，保溫3-4h；再降溫至620-630℃，保溫1-1.5h；再降溫至300-310℃，保溫1-2h；再升溫至520-530℃，保溫2-3h，取出空冷，得到中低碳錳鋼。
【專利說明】一種中低碳錳鋼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種中低碳錳鋼。
【背景技術(shù)】
[0002] 錳鋼在強(qiáng)烈的沖擊、擠壓條件下，表層可迅速發(fā)生加工硬化現(xiàn)象，使其在心部仍保 持奧氏體良好的韌性和塑形同時(shí)硬化層具有良好的耐磨性能。因此，被廣泛用于制作破碎 機(jī)械、滾珠軸承、鐵軌等受磨件，同時(shí)，錳鋼作為結(jié)構(gòu)材料時(shí)，具有良好的強(qiáng)度，并能降低材 料的使用量?，F(xiàn)有技術(shù)中，錳鋼通常使用高錳含量和高碳含量，使得錳鋼在具有較高的機(jī)械 強(qiáng)度的同時(shí)，其他性能不足，需要進(jìn)行改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種中低碳錳鋼，其綜合性能好 且成本較低。
[0004] 本發(fā)明提出的一種中低碳錳鋼，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：C : 0. 2% -0. 3% ；Mn ：4. 6% -5. 2% ；B ：1. 2% -I. 6% ；Si ：0. 25% -〇. 35% ；Cr ：0. 2% -〇. 3% ； Ni ：0. 2 % -0. 4 % ；Nb ：0. 004 % -〇. 006 % ；A1 ：0. 10 % -〇. 14 % ；V ：0. 005 % -〇. 01 % ；Mo ： 0· 6% -I. 2% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料為 Fe ;
[0005] 在制備過程中，根據(jù)上述配比并按照以下步驟進(jìn)行制備所述中低碳錳鋼：
[0006] Sl :熔煉，將生鐵與廢鐵按2 : (3-5)的比例投入爐中作為鐵基來源，進(jìn)行脫硫脫氧 后，依次加入3丨、附、￥^11、他^〇31、(>、8、1進(jìn)行合金化，投入各元素的時(shí)間間隔為1.5-2 分鐘，合金化后采用精煉劑精煉、澆鑄，得到鑄錠；
[0007] S2 :熱處理，將Sl中獲得的鑄錠放入熱處理爐中，先由室溫以170-180°C /h速率 升溫至910-920°C，保溫3-4h ;再以170-180°C /h速率降溫至620-630°C，保溫1-1. 5h ;再以 80-90°C /h 速率降溫至 300-3KTC，保溫 l_2h ;再以 180-190°C /h 速率升溫至 520-530°C， 保溫2-3h，取出空冷，得到中低碳錳鋼。
[0008] 優(yōu)選地，在步驟Sl中，生鐵與廢鐵按1 :2的比例投入爐中作為鐵基來源。
[0009] 優(yōu)選地，在步驟S2中，由室溫以175°C /h速率升溫至915°C，保溫3. 5h。
[0010] 優(yōu)選地，在步驟S2中，以175°C /h速率降溫至615°C，保溫70min。
[0011] 優(yōu)選地，在步驟S2中，以85°C /h速率降溫至305°C，保溫1.5h。
[0012] 優(yōu)選地，在步驟S2中，以185°C /h速率升溫至525°C，保溫2. 5h，取出空冷。
[0013] 優(yōu)選地，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：C :0.22%-0.27% ;Mn :4. 8%-5.0%; B ：1. 24 % -1. 52 % ；Si ：0. 28 % -〇. 32 % ；Cr ：0. 22 % -〇. 29 % ；Ni ：0. 23 % -〇. 37 % ；Nb ： 0. 0045 % -0. 0057 % ；A1 ：0. 11 % -〇. 13 % ；V ：0. 005 % -〇. 009 % ；Mo ：0. 7 % -I. I % ；S ： 0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料為 Fe。
[0014] 優(yōu)選地，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：C :0. 25% ;Si :0. 3% ;Cr :0. 25% ;Mn : 4. 9% ；Ni ：0. 3% ；Nb ：0. 005% ；A1 ：0. 12% ；V ：0. 008% ；B ：1. 3% ；Mo ：0. 9% ；S ：〇-〇. 02% ； P :0-0· 03% ;余料為 Fe。
[0015] 本發(fā)明中，采用了較為合理的錳元素含量，并配合較低含量的碳元素含量，復(fù)合添 加了硼和鑰作為重要的合金元素，并合理選擇多種合金元素進(jìn)行復(fù)合添加，優(yōu)化了各元素 的組合配比，在熔煉過程中，使用部分廢鐵作為鐵基來源，提高了合金的質(zhì)量均勻性并降低 了合金的成本，合理設(shè)置了元素投放次序，并控制了合金的夾雜氧化物量和氣孔度；在熱處 理過程中，對(duì)熱處理制度進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化了各項(xiàng)參數(shù)，使得合金兼顧了高強(qiáng)度、高硬度、良 好的韌性和紅硬性。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說明本發(fā)明， 而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明 的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 一種中低碳錳鋼，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：
[0019] C ：0. 25% ；Si ：0. 3% ；Cr ：0. 25% ；Mn ：4. 9% ；Ni ：0. 3% ；Nb ：0. 005% ；A1 ：0. 12% ； V :0· 008% ;B :1. 3% ;Mo :0· 9% ;S :0· 01% ;P :0· 02% ;余料為 Fe ;
[0020] 在制備過程中，根據(jù)上述配比并按照以下步驟進(jìn)行制備所述中低碳錳鋼：
[0021] Sl :熔煉，將生鐵與廢鐵按1 :2的比例投入爐中作為鐵基來源，進(jìn)行脫硫脫氧后， 依次加入Si、Ni、V、Mn、Nb、Mo、Al、Cr、B、W進(jìn)行合金化，投入各元素的時(shí)間間隔為2分鐘， 合金化后采用精煉劑精煉、澆鑄，得到鑄錠；
[0022] S2 :熱處理，將Sl中獲得的鑄錠放入熱處理爐中，先由室溫以175°C /h速率升溫 至915°C，保溫3. 5h ;再以175°C /h速率降溫至625°C，保溫70min ;再以85°C /h速率降溫 至305°C，保溫I. 5h ;再以185°C /h速率升溫至525°C，保溫2. 5h，取出空冷，得到中低碳錳 鋼。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] -種中低碳錳鋼，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：
[0025] C ：0. 3% ；Si ：0. 25% ；Cr ：0. 3% ；Mn ：4. 6% ；Ni ：0. 4% ；Nb ：0. 004% ；A1 ：0. 14% ； V :0· 005% ;B :1. 6% ;Mo :0· 6% ;S :0· 01% ;P :0· 02% ;余料為 Fe ;
[0026] 在制備過程中，根據(jù)上述配比并按照以下步驟進(jìn)行制備所述中低碳錳鋼：
[0027] Sl :熔煉，將生鐵與廢鐵按2 :5的比例投入爐中作為鐵基來源，進(jìn)行脫硫脫氧后， 依次加入Si、Ni、V、Mn、Nb、Mo、Al、Cr、B、W進(jìn)行合金化，投入各元素的時(shí)間間隔為L 8分 鐘，合金化后采用精煉劑精煉、澆鑄，得到鑄錠；
[0028] S2 :熱處理，將Sl中獲得的鑄錠放入熱處理爐中，先由室溫以170°C /h速率升溫 至920°C，保溫3h ;再以180°C /h速率降溫至620°C，保溫I. 5h ;再以80°C /h速率降溫至 310°C，保溫Ih ;再以190°C /h速率升溫至520°C，保溫3h，取出空冷，得到中低碳錳鋼。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 一種中低碳錳鋼，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：
[0031] C ：0. 2% ；Si ：0. 35% ；Cr ：0. 2% ；Mn ：5. 2% ；Ni ：0. 2% ；Nb ：0. 006% ；A1 ：0. 10% ； V :0· 01% ;B :1. 2% ;Mo :1. 2% ;S :0· 02% ;P :0· 03% ;余料為 Fe ;
[0032] 在制備過程中，根據(jù)上述配比并按照以下步驟進(jìn)行制備所述中低碳錳鋼：
[0033] Sl :熔煉，將生鐵與廢鐵按2 :3的比例投入爐中作為鐵基來源，進(jìn)行脫硫脫氧后， 依次加入Si、Ni、V、Mn、Nb、Mo、Al、Cr、B、W進(jìn)行合金化，投入各元素的時(shí)間間隔為L 5分 鐘，合金化后采用精煉劑精煉、澆鑄，得到鑄錠；
[0034] S2 :熱處理，將Sl中獲得的鑄錠放入熱處理爐中，先由室溫以180°C /h速率升 溫至910°C，保溫4h ;再以170°C /h速率降溫至630°C，保溫Ih ;再以90°C /h速率降溫至 300°C，保溫2h ;再以180°C /h速率升溫至530°C，保溫2h，取出空冷，得到中低碳錳鋼。
[0035] 在實(shí)施例1-3中，測試制得的中低碳錳鋼的各項(xiàng)機(jī)械性能，性能數(shù)據(jù)如表1所示。
[0036]
【權(quán)利要求】
1. 一種中低碳錳鋼，其特征在于，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：C : 0. 2% -o. 3% ；Mn ：4. 6% -5. 2% ；B ：1. 2% -I. 6% ；Si ：0. 25% -〇. 35% ；Cr ：0. 2% -〇. 3% ； Ni ：0. 2 % -0. 4 % ；Nb ：0. 004 % -〇. 006 % ；A1 ：0. 10 % -〇. 14 % ；V ：0. 005 % -〇. 01 % ；Mo ： 0? 6% -I. 2% ;S :0-0? 02% ;P :0-0? 03% ;余料為 Fe ; 在制備過程中，根據(jù)上述配比并按照以下步驟進(jìn)行制備所述中低碳錳鋼： 51 :熔煉，將生鐵與廢鐵按2: (3-5)的比例投入爐中作為鐵基來源，進(jìn)行脫硫脫氧后， 依次加入Si、Ni、V、Mn、Nb、Mo、Al、Cr、B、W進(jìn)行合金化，投入各元素的時(shí)間間隔為1 ? 5-2分 鐘，合金化后采用精煉劑精煉、澆鑄，得到鑄錠； 52 :熱處理，將SI中獲得的鑄錠放入熱處理爐中，先由室溫以170-180°C /h速率升溫 至 910-920°C，保溫 3-4h;再以 170-180°C /h 速率降溫至 620-630°C，保溫 l_1.5h;再以 80-90°C /h 速率降溫至 300-3KTC，保溫 l_2h ;再以 180-190°C /h 速率升溫至 520-530°C， 保溫2-3h，取出空冷，得到中低碳錳鋼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低碳錳鋼，其特征在于，在步驟Sl中，生鐵與廢鐵按1 :2的 比例投入爐中作為鐵基來源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中低碳錳鋼，其特征在于，在步驟S2中，由室溫以175°C/ h速率升溫至915°C，保溫3. 5h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的中低碳錳鋼，其特征在于，在步驟S2中，以175°C / h速率降溫至615°C，保溫70min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的中低碳錳鋼，其特征在于，在步驟S2中，以85°C /h 速率降溫至305°C，保溫I. 5h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的中低碳錳鋼，其特征在于，在步驟S2中，以185°C / h速率升溫至525°C，保溫2. 5h，取出空冷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的中低碳錳鋼，其特征在于，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)如下：C :0? 22% -0? 27% ;Mn :4. 8% -5. 0% ;B :1. 24% -L 52% ;Si :0? 28% -0? 32% ; Cr：0. 22% -0. 29% ；Ni：0. 23% -〇. 37% ；Nb：0. 0045% -〇. 0057%；A1：0. 11% -〇. 13% ；V： 0? 005% -0? 009% ;Mo :0? 7% -I. 1% ;S :0-0? 02% ;P :0-0? 03% ;余料為 Fe。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的中低碳錳鋼，其特征在于，其所含化學(xué)元素的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)如下：C :0? 25% ;Mn :4. 9% ;B :1. 3% ;Si :0? 3% ;Cr :0? 25% ;Ni :0? 3% ;Nb :0? 005% ; Al :0? 12% ;V :0? 008% ;Mo :0? 9% ;S :0-0? 02% ;P :0-0? 03% ;余料為 Fe。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK104313497SQ201410523184
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】鄭洪
申請人:合肥恒泰鋼結(jié)構(gòu)有限公司