[发明专利]一种奥马交替耐磨蚀钢的制备方法

说明书

本发明公开了一种奥马交替耐磨蚀钢的制备方法,该方法主要采用弱碳化物形成元素多种少量，碳与硅或铝是对应关系，避免碳化物析出促进交替组织形成，将钢加热到奥氏体化区等温保温一段时间后，快速冷却到贝氏体相变区开始温度降温慢冷，低温回火后。形成一层奥氏体一层马氏体交替排列结构组织。奥马交替耐磨蚀钢主要组织是贫碳的板条马氏体和富碳薄膜奥氏体交替排列组织，架构类似于五花肉的样式存在。整个生产工艺简单，连续生产便于控制，获取高强高韧抗击高冲击裂纹最佳。在多种环境下耐高冲击、切削和腐蚀磨损效果最佳。合金成分和生产工艺简单，便于大生产的控制，产品质量好、耐磨性高。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种奥马交替耐磨蚀钢的制备方法。

背景技术

金属耐磨蚀钢主要广泛应用于火电、钢铁、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、水泥、港口码头等企业的输料系统、制粉系统、破碎系统等一切磨损大的机械设备上。

磨损机理—磨损形式主要分：划痕摩擦为主、冲击变形磨损为主、化学腐蚀、电化学腐蚀，或几种同时出现，影响金属耐磨产品质量因素取决于组织和力学性能。目前金属耐磨衬板、钢球基本上分3大类：第一类高锰钢奥氏体组织铸造衬板、钢球，优点塑性好耐冲击较好，耐划痕偏弱，碳含量高耐腐蚀性差；第二类属于中低合金钢淬火后马氏体或贝氏体组织和碳化物为主，优点强度高耐划痕好，韧性不理想耐冲击偏弱；第三类耐磨铸铁以高合金形成碳化物以主，优点强度高耐划痕好，耐冲击偏弱，碳含高耐腐蚀性差。

现场应用耐磨钢需要强度又需要韧性和塑性，硬度目前好提升，应对切削好处理。但是韧性提高相对难，上贝氏体羽毛状渗碳体析出硬度低韧性差。下贝氏体组织性能相对比上贝氏体好，但是获取组织的温度范围较小时间长还要等温。马氏体韧性低强度高内应力相对较大。无碳化物贝氏体需要盐浴等温下获取。Q-P-T工艺先降温到Ms点以下再升温到Ms点以上的创造碳分的过程。强度钢3040SI、300M等高淬透性和高强性获取的是马氏体或贝氏体或贝马复相组织，强度虽然高韧性也好。但是如应对大冲击的半自磨机衬板来说，韧性储备还是不够。现场的磨损机理中会同时出现高冲击，高切削和高腐蚀的各种复杂磨损因素，只靠硬度为主的耐磨钢无法应对多种复杂磨损环境。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，总结了以上的优势和劣势，发明一层奥氏体一层马氏体交替排列钢种。奥氏体应对高冲击，马氏体体应对切削，缓解高强钢长期在高应力的冲击性和腐蚀应力的作用下避免裂纹扩展。具体是在3040SI、300M高淬透性和高强钢种和贝氏体、无碳化物贝氏体钢、马氏体和Q-P-T中不断改革与创新，再结合原牌号:300M和30CrMnSiNi、40CrMnSiMo、40CrNi2Si2Mo、4340Si的化学成份的基础上提出一种奥马交替耐磨蚀钢的制备方法。

本发明所采的具体技术方案是：一种奥马交替耐磨蚀钢的制备方法其包括以下操作：

具体主要包括选择合金，冶炼成型，热处理，回火处理几个步骤，具体如下：

1)选择元素

按质量百分比包括以下主要合金元素：C 0.2-0.8wt％、Si 0.5-2.5wt％、Al0.01-2.0wt％、Mn 1.6-3.6wt％、Cr 0.6-2.0wt％、Ni 0.1-2.0wt％、Cu 0.1-1.0wt％、Mo 0.01-0.5wt％、P 0-0.3wt％、S 0-0.03wt％、余量为Fe；还包括以下一种或几种辅助合金元素:B0-0.5wt％、W 0-1.0wt％、Co 0-0.5wt％、V 0-1.0wt％；

2)冶炼成型

冶炼和轧制、锻造、铸造成型：将上述合金进行冶炼，然后采用铸造或锻造或轧制工艺成型后冷却到室温。

3)热处理及冷却:上述成型产品再升温到850±100℃，保温2±1小时到室温；或再加热到650±100℃，保温后慢冷却到室温。