[发明专利]一种经济型低合金耐磨铸钢及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种经济型高性能的耐磨铸钢材料，属钢铁合金材料技术领域。

背景技术

低合金铸钢在耐磨铸钢的发展应用领域中占有非常重要的比重。低合金铸钢的合金成份总量在一般在5%以下。其主要添加合金元素包括锰、硅、铬、钼、镍和铌等，这些合金元素的加入主要目在于提高钢的强度、韧性、淬透性及其耐磨性。低合金铸钢按含碳量不同分为低碳、中碳和高碳低合金铸钢。按组织形态可分为低碳低合金铁素体珠光体型铸钢、低合金马氏体型铸钢、低合金贝氏体型铸钢、低合金马氏体/贝氏体型铸钢。我国低合金耐磨铸钢的研究起步较晚，最初只用于制造承受一定冲击载荷的抗磨件。后来，随着人们对高锰钢缺陷认识的逐渐深入，对低合金耐磨铸钢的研究及应用更加重视，应用领域不断扩大。我国的低合金耐磨铸钢是由 Si、Mn 钢加 Cr、Mo 发展起来的。其原因是我国的硅锰资源非常丰富，对硅锰作用机理的研究也比较深入。目前，国内外低合金耐磨钢种主要有低合金马氏体铸钢和贝氏体耐磨铸钢。

我国矿山机械应用中的掘进机上的悬臂是掘进机的主要关键易损件，经常处于大块采矿飞溅物冲击的环境下工作，因悬梁表面的刮擦损耗，经过一定时间的运作，悬梁表面磨损过度，易导致悬梁断裂，不及时停机会造成设备事故。为此每年要消耗大量的铸钢件，其中还包括部分进口铸件，在经济上造成大量消耗。如何提高矿山机械铸钢件的抗拉强度，延长使用寿命和合理的制造成本是我国科研人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的抗拉强度，使用寿命长，制造成本合理的经济型低合金耐磨铸钢及其热处理工艺。

一种经济型低合金耐磨铸钢，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：C：0.10-0.30%，Mn：0.5-1.5%，Ni：0.3-1.0%，Nb：0.01-0.05%，Si≤0.5%，P≤0.03%，S≤0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。

其室温组织为铁素体和珠光体，且珠光体的含量为20-30%。

其室温抗拉强度为540-580 MPa，伸长率在20%以上。

一种经济型低合金耐磨铸钢的热处理工艺，采用传统常规的熔炼工艺方法，经配料熔炼，浇铸成型后，再经850-900℃正火和560-620℃回火处理。

本发明的机理如下所述：锰元素在我国属于资源丰富矿产之一，在钢的冶炼过程中锰具有脱氧的作用；锰在奥氏体化温度以上固溶于奥氏体中，空冷到室温时一部分固溶于铁素体中起强化作用，另一部分形成含锰合金渗碳体(Fe，Mn)3C而存在于珠光体中亦有一定的强化作用。镍是奥氏体稳定化的主要合金元素之一。钢中加入一定量的镍可提高钢的强度，而不降低塑性；同时镍本身具有一定的耐蚀性。铌是典型的微合金化元素，在钢中具有细晶强化和沉淀强化作用。它们的优化组合是确保材料优良性价比的基础。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明具有良好的抗拉强度，其室温抗拉强度大于540 MPa，伸长率大于20%；主要用于矿山机械领域，使用寿命长，是极具成本效益的工程材料，替换同类进口铸钢件的最佳候选材料。

附图说明

图1为本发明实施例热处理后的金相微观组织照片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

一种经济型低合金耐磨铸钢，其特征在于具有如下的成分及质量百分比：        Cr    0.23%， Ni    0.37%，Mn    0.91%，Si    0.41%， S   0.005%，P   0.005%，Fe   余量。

采用传统常规的熔炼工艺方法，经综合计量计算和配料熔炼后，浇铸成型，制得铸钢铸件，再经900℃正火处理和560℃回火处理后，得到良好的金相微观组织。其室温抗拉强度大于540 MPa，伸长率大于20%。该经济型低合金耐磨铸钢是一种极具成本效益的工程材料，主要用于矿山机械领域，是替换同类进口铸钢件的最佳候选材料。

实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。