[发明专利]一种珠光体铬钼合金钢及其热处理方法

说明书

本发明属于冶金材料技术领域，公开了一种珠光体铬钼合金钢，由以下重量百分比的化学物质组成：C：0.4～1.0％；Si：0.5～1.5％；Mn：0.5～1.5％；Cr：1.0～3.0％；Mo：0.2～0.6％；Cu：0.3～1.2％；Ni：0.3～1.0％；S:0～0.05％；P:0～0.05％；V：0～0.2％；Ti：0～0.2％；Re：0～0.2％，余量为Fe；所述珠光体铬钼合金钢硬度值HRC在33‑43之间，冲击韧性值Ak大于40J。本发明所述的珠光体高碳铬钼低合金钢热处理方法，操作简单、安全、高效、清洁、低成本、高品质，能充分应用空气和碳这两种最有效、最廉价的耐磨材料元素，发挥最大淬火硬度和韧性值，节约地球有限的金属资源。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种珠光体铬钼合金钢及其热处理方法。

背景技术

低合金铬钼钢铸件因具有高强度、高韧性值、高耐磨性等优点，在大型矿山磨衬板中，逐步替代普通高锰钢铸件，广泛应用于金银铜铁锡等大型金属矿设备的破碎、研磨领域，尤其是珠光体铬钼合金材料，其强度是普通碳钢的2～3倍；其抗冲击韧性值是马氏体铬钼合金钢材质的2倍以上；相同工况下，其抗磨性是高锰钢材质的1.2倍以上。在日益大型化的矿山磨选型中，如从20年前直径3m的球磨机还不十分普遍应用，到如今直径12m的半自磨机广泛应用的情况下，作为磨机衬板的关键耐磨部件，在几百吨矿石、磨球共同作用的严酷工况下，稳定、可靠、耐磨的珠光体铬钼合金钢衬板，以其优异的综合性能，逐步取代传统的高锰钢材质，为大型矿山破碎、研磨系统的增产提效贡献了不可磨灭的性能。

在铬钼合金钢材料的生产中，热处理是关键工艺。在材料的实际热处理操作中，合理的温度曲线设置，出炉后淬、回火的恰当、合理操作，对获得理想的合金钢硬度、强度、韧性及其金相组织至关重要。

目前低合金钢的热处理工艺一般采用淬火-回火工序，其中淬火介质常采用淬火油，比例为1：10，即1吨铸件放入10吨淬火油，以保证淬火效果，淬火油使用一段时间之后，铸件的氧化粉末即介质油的碳化使淬火油粘度增大、油量减少。必须补加新的淬火油，导致油淬费用高；另一方面，优于油淬容易起火，存在安全隐患，并且淬火时产生大量挥发性有机物，会对环境造成污染。常规的合金钢回火温度为550-560℃，冷却方式采用在低于200℃时出炉冷却，经上述热处理工艺处理的合金钢铸件韧性较差，弯曲角度低于80°，无法满足高韧性的需求，且上述冷却方式在铸件温度处在200-400℃区间容易产生回火脆性，降低铸件的机械性能。

而普通的高锰钢铸件一般采用水韧处理，即1050℃水淬处理，再进行回火的热处理方式。高锰钢是一种传统的耐磨材料，因其优异的冲击韧性值(以ZG120Mn13Cr2为例，Aku2≥118J),广泛应用于大型挖掘机铲齿，大型圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁，锤破机锤头等强冲击工况下。但在小冲击量，多次冲击的球磨机工况下，高锰钢的加工硬化性能无法获得，而其初始硬度只有HB200以下，非常不耐磨；同时，在服役期内，因其蠕变性，对衬板螺栓产生剪切力，易导致螺栓断裂，从而使衬板脱落失效。这对追求稳定、高效运行的现代化大型磨机是不可接受的。所以研究、制备出更高耐磨性、理想韧性值的铬钼合金钢材料势在必行。

发明内容

本发明的目的是克服现有低合金钢热处理技术中存在的不足，提供一种珠光体铬钼合金钢的热处理方法，操作简单、安全、高效、清洁、低成本、高品质，并且制备出的珠光体铬钼合金钢具有良好的硬度和韧性。

本发明的目的是提供一种珠光体铬钼合金钢，由以下重量百分比的化学物质组成：C：0.4～1.0％；Si：0.5～1.5％；Mn：0.5～1.5％；Cr：1.0～3.0％；Mo：0.2～0.6％；Cu：0.3～1.2％；Ni：0.3～1.0％；S:0～0.05％；P:0～0.05％；V：0～0.2％；Ti：0～0.2％；Re：0～0.2％，余量为Fe。

本发明中：