[发明专利]用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料及方法

说明书

本发明公开了用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料及方法，用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料，该材料的化学成分质量百分比为：C：0.90％～1.50％；Si：0.30％～1.00％；Mn：10％～20％；Al：1％～6％；Mo：1.0％～5.0％；Cr：1.0％～3.0％；Ni：0.25％～0.40％；V：0.28％～0.35％；混合稀土：0.1％～0.6％；P：0～0.07％；S：0～0.04％；Fe：65％～75％。用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料的制备方法。本发明提供了一种用于仿真泥石流的耐磨轻质材料以及制备方法，具有重大的研究价值，可应用于模拟山体滑坡、泥石流的模拟仿真等体验性设施。

技术领域

本发明涉及材料及方法，尤其涉及用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料及方法。

背景技术

我国是一个泥石流频发的国家，尤其是在西北与西南地区，每年因泥石流造成是经济损失及人员伤亡均很大，且泥石流的危害具有“来势凶猛、影响深远”之特点。多年来，关于泥石流灾害的风险评价受到人们的广泛关注，而且现在仍然是减灾防灾研究的热门话题。

泥石流的主要危害是冲毁城镇、矿山、乡村，造成人畜伤亡，破坏房屋及其他工程设施，破坏农作物、林木及耕地。此外，泥石流有时也会淤塞河道，不但阻断航运，还可能引起水灾。影响泥石流强度的因素较多，如泥石流容量、流速、流量等，其中泥石流流量对泥石流成灾程度的影响最为主要。

随着科学技术的进步，对泥石流的数值模拟能模拟泥石流流动部分的真实移动位置等，在很大程度上为人员的转移、躲避泥石流等提供科学依据，具有很好的预见性作用，但是数值模拟和现实仿真仍然存在着一定的差距，目前一些泥石流仿真模拟的体验性设施，仍然缺少合适的仿真泥石流材料，不利于进行实体实验，从而不能全面的掌握泥石流的移动规律等，为研究带来阻碍。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料，该材料的化学成分质量百分比为：C：0.90％～1.50％；Si：0.30％～1.00％；Mn：10％～20％；Al：1.0％～6.0％；Mo：1.0％～5.0％；Cr：1.0％～3.0％；Ni：0.25％～0.40％；V：0.28％～0.35％；混合稀土：0.10％～0.60％；P：0～0.07％；S：0～0.04％；Fe：65％～75％。

混合稀土的成分为La、Ce，按质量百分比为：La：28％；Ce：72％。

用于仿真泥石流的新型耐磨轻质材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在中频感应炉中进行熔炼，当钢水温度至1500～1650℃时加入Al，出钢前15min将已经过变质处理并且预热的混合稀土、V、Ni加入钢液中进行改性，然后吹氩气搅拌、除渣；在1500～1520℃将钢液倒入钢包中，准备浇铸；

步骤二：当温度降至1410～1470℃时，浇注入金属模具型腔中，浇铸采用低温快浇工艺，并且控制冒口结膜时间为0～5S；

步骤三：使用电炉对铸件进行热处理：以40～60℃/h的加热速度从常温加热到625～675℃，保温2～8h；然后提高加热速度到140～150℃/h，直至水韧温度达到1050～1080℃为止，保温3～5h；保温后迅速将铸件从炉中投入水中，应保证铸件入水前的温度在960℃以上，从打开炉门到铸件入水的时间要小于30S，水温保持在30℃以下，处理后水温＜60℃，以保证冷却速度，冷却速度要达到30℃/S；水韧处理后根据铸件的要求及复杂程度进行回火，回火温度控制在250～500℃，之后取出空冷；

水韧处理保温时间：T＝0.016δ{1.27[ω(C)+ω(Si)]}；

其中，T为保温时间，δ为外铸件主体或最大壁厚，ω(C)，ω(Si)为C、Si含量；