[发明专利]低成本高强度耐磨铸钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁铸造技术，具体是一种铸钢及制备方法。

背景技术

铸钢是在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金的总称。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件，现有铸钢存在屈服强度、抗拉强度均较低、抗冲击性等机械力学性能指标较低，已不能满足产品对材料力学性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本高强度耐磨铸钢及其制备方法，具有较好的机械力学性能。

本发明的技术方案如下：

一种低成本高强度耐磨铸钢，其特征在于所述铸钢的化学成分及其质量百分比为：

碳0.10-0.16、锰0.35-0.50、硅0.75-0.90、磷≤0.040、硫≤0.040、铬1.35-1.65、镍0.15-0.25、铜0.2-0.3、Ti0.08-0.10、Ta0.04-0.06、Hf0.01-0.02、Nb0.04-0.06、V0.2-0.4、Mo0.05-0.07，基质为铁。

所述的低成本高强度耐磨铸钢的制备方法，其特征在于：将各配料放入于工业电弧炉中进行熔炼,加入精炼剂精炼，搅拌10-15分钟，扒渣，并浇注成铸件，浇注温度为1580-1630℃ ；然后进行铸件的后续热处理：先由室温以200-230℃/小时速率升温至865-875℃，保温3-4小时；再以140-160℃/小时速率降温至620-630℃，保温30-60分钟；再以100-120℃/小时速率降温至320-340℃，保温2-3小时；再以再以150-170℃/小时速率升温至720-740℃，保温2-3小时，取出空冷即得；

所述的精炼剂由下列重量份原料混合压块而成：碳酸钡3-3.2、四硼酸钠2.3-2.6、海泡石粉5-6、氟化铝钠1.3-1.5、明矾3-4、SnO₂1.1-1.3、Bi₂O₃4.1-4.3、二硼化钒1.6-1.8、碳化铌2.3-2.5。

本发明超高强度铸钢的机械性能为：拉伸强度1080MPa，屈服强度873MPa，延伸率14％，断面收缩率27％，冲击吸收功56J，冲击韧性66J/cm2，硬度291HB。

具体实施方式

一种低成本高强度耐磨铸钢，所述铸钢的化学成分及其质量百分比为：

碳0.10-0.16、锰0.35-0.50、硅0.75-0.90、磷≤0.040、硫≤0.040、铬1.35-1.65、镍0.15-0.25、铜0.2-0.3、Ti0.08-0.10、Ta0.04-0.06、Hf0.01-0.02、Nb0.04-0.06、V0.2-0.4、Mo0.05-0.07，基质为铁。

制备方法，将各配料放入于工业电弧炉中进行熔炼，检测合金成分含量并添加相应成分达标，加入精炼剂精炼，搅拌10-15分钟，扒渣，并浇注成铸件，浇注温度为1580-1630℃ ；然后进行铸件的后续热处理：先由室温以200-230℃/小时速率升温至865-875℃，保温3-4小时；再以140-160℃/小时速率降温至620-630℃，保温30-60分钟；再以100-120℃/小时速率降温至320-340℃，保温2-3小时；再以再以150-170℃/小时速率升温至720-740℃，保温2-3小时，取出空冷即得；

所述的精炼剂由下列重量份（公斤）原料混合压块而成：碳酸钡3、四硼酸钠2.3、海泡石粉6、氟化铝钠1.3、明矾3、SnO₂1.1、Bi₂O₃4.1、二硼化钒1.6、碳化铌2.3。

本发明超高强度铸钢的机械性能为：拉伸强度1080MPa，屈服强度873MPa，延伸率14％，断面收缩率27％，冲击吸收功56J，冲击韧性66J/cm2，硬度291HB。