[发明专利]一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，属于低合金铸钢领域。

背景技术

低合金铸钢结构件一般采用Cr、Ni、Mo等贵重元素作为主要合金化元素，铸造成型后进行淬火高温回火调质处理，得到回火索氏体组织，具有良好的强韧性。Cr、Ni和Mo的合金化提高铸钢的淬透性。其中，Ni不仅提高钢的淬透性而且对韧性有利。特别是要求高强度高韧性的低合金铸钢不得不加入大量的Ni。因此，低合金CrNiMo铸钢合金元素多，资源消耗大，成本高。

发明内容

本发明的目的是提出一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，克服已有的低合金CrNiMo铸钢合金元素多、资源消耗大等不足之处，节约资源，降低产品成本，适应国家的资源节约型发展战略。

本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，使铸钢中各成分的重量百分比为：

C：0.12～0.32wt.％；

Mn：1.90～3.50wt.％；

Si：0.10～0.50wt.％；

P：0.01～0.03wt.％；

S：0.01～0.03wt.％；

Al：0.01～0.05wt.％；

Ti  0.01～0.05wt.％；

V  0～0.05wt.％；

B：0～0.008wt％；

Re：0.05～0.25wt.％；

余为Fe；

(2)将上述铸钢加热到850℃～900℃奥氏体化，保温2～5小时后炉冷到室温进行退火处理；

(3)将上述铸钢加热到850℃～900℃奥氏体化，保温1～2小时后，水淬至80℃～150℃；

(4)将上述铸钢加热至430℃～500℃，保温1～3小时进行回火处理。

本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，以Mn作为主要合金元素，添加少量的Al、Ti、V、B和稀土元素Ce等合金元素，采用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或者精密铸造等工艺铸造成型后，通过水淬和中高温回火热处理，得到回火马氏体组织。Mn和B的合金化提高铸钢淬透性，Al、Ti、V合金化细化晶粒，添加稀土元素进行净化和细化处理，从而获得良好的强韧性配合。本发明的高强高韧低合金锰系铸钢，具有高的淬透性，水淬后中高温回火得到的回火马氏体组织具有高的强度，高的塑性和常温、低温冲击韧性。力学性能可达：抗拉强度800～1100MPa，屈服强度600～900MPa，断后延伸率10～18％，断面收缩率40～60％，V型缺口室温冲击功50～120J，V型缺口-40℃冲击功30～90J。本钢种合金化元素少，不含Cr，Ni，Mo等贵重合金元素，热处理工艺简单，成本低，性能优良。可用于制造对冲击韧性要求高的高强度铸钢结构件。

具体实施方式

本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，使铸钢中各成分的重量百分比为：

C：0.12～0.32wt.％；

Mn：1.90～3.50wt.％；

Si：0.10～0.50wt.％；

P：0.01～0.03wt.％；

S：0.01～0.03wt.％；

Al：0.01～0.05wt.％；

Ti  0.01～0.05wt.％；

V   0～0.05wt.％；

B：0～0.008wt％；

Re：0.05～0.25wt.％；

余为Fe；

(2)将上述铸钢加热到850℃～900℃奥氏体化，保温2～5小时后炉冷到室温进行退火处理；

(3)将上述铸钢加热到850℃～900℃奥氏体化，保温1～2小时后，水淬至80℃～150℃；

(4)将上述铸钢加热至430℃～500℃，保温1～3小时进行回火处理。

本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法的实施例见下表：

上述实施例的制备方法如下：

实施例1

(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔试样。

(2)将上述铸钢加热到900℃奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。

(3)将上述铸钢加热到900℃奥氏体化，保温1小时后水冷到110℃。