专利名称：多元合金耐磨钢的制作方法
多元合金耐磨钢技术领域-本发明涉及耐磨材料，尤其是一种多元合金耐磨钢。
背景技术：
目前，矿山机械中的球磨机的衬板、破碎机的齿板，大都采 用耐磨性较好的高锰钢材料。尽管高锰钢材料耐磨性而韧性好， 但在使用过程中寿命较短，使用效果不太理想。因为耐磨性不是 钢的固有性能，而是钢在一个磨损系统中的性能，它既受钢固有 性能如硬度、韧性和强度的影响，又受磨损工况的影响，如在强 烈冲击磨损工况，高锰钢表层加工硬化，有较好的耐磨性，但在 冲击较小或无冲击的磨损工况，高锰钢表层得不到加工硬化，则 耐磨性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有高硬度、高耐磨 性以及良好的韧性，特别适合制作破碎机齿板的多元合金耐磨 钢。解决上述问题采用的技术方案是 一种多元合金耐磨钢，其 所含化学成分及所占的重量份数是碳0.8 1.0份，锰6 8份，铬0.3 0. 5份，钼0.1 0. 3份，硅0.3 0. 5份，钛微量，稀土 硅微量，硫磷0 0.04份，其余为铁。碳是影响钢中各项性能的主要因素，能促使形成单项奥氏 体，固溶强化，以保证高标的力学性能。虽然含碳量的增加，强 度、硬度、耐磨性也随之增强，但同时脆性也增加，所以合适的 含碳量决定着材料的好坏。经试验证明，本技术方案中碳含量应 选择0.8 1.0份之间，即能得到半奥氏体组织，又有部分马氏体 组织，使碳化物形成弥散度高、颗粒细小的合金碳化物。锰在奥氏体钢中的作用为稳定奥氏体组织。锰和碳都能使奥氏体稳定提高，锰碳元素的合理配合决定了中锰钢的组织性能， 从基体组织碳化物的形成、加工硬化综合考虑，为了能得到奥氏 体基体，锰含量应控制在6 8份之间。这样既能保证有奥氏体的基体，又能在奥氏体的晶面上布满颗粒细小的合金碳化物MeC3， 从而保证该材料具有高的硬度、高的耐磨性和良好的韧性。铬能显著提高钢的淬透性，能提高钢种的屈服强度，减少铸 件在使用过程中的流变和变形，铬和碳具有较好的亲和力，形成 合金碳化物强化的基体，同时还能细化晶粒。铬的含量应选择在 0.3 0. 5份之间。硅能显著提高固溶强化作用，使钢的回火温度提高而获得较 高的韧性。硅的加入对M3点及残余奥氏体量基本无影响，硅的 加入量以0.3 0. 5份较为合适。钛和碳有较好的亲和力，易形成合金碳化钛，对提高材料的 耐磨性和硬度作用明显，同时能进一步细化晶粒，钛含量微量即 可。稀土硅能改善夹杂物的形态，净化晶界，细化晶粒，提高韧 性和耐磨性，稀土硅含量微量即可。硫磷降低材料的力学性能，并增大铸件在铸造及热处理过程 中的开裂倾向，硫磷控制在较底含量，不大于0.04份即可。综上所述，本发明与现有技术相比，其突出的优点是① 多元合金耐磨钢属于水淬半奥氏体、半马氏体钢，淬透性 好，特耐磨而韧性好，铸造工艺和热处理工艺简单，无特殊要求。② 用其制成的破碎机齿板，性能指标远高于高锰钢材料，使 用寿命是高锰钢齿板的3 4倍。
具体实施例方式
以下结合实施例详述本发明。本实施例所述的多元合金耐磨钢，采用KGDS-100-1可控硅酸性中频感应电炉溶炼制得。1、溶炼炉料包括废钢、铁合金等按其化学成分及吸收率， 以最终产品所含化学成分及所占重量份数:碳0.8 1. 0份、锰6 8份、铬0.3 0. 5份、钼0.1 0. 3份、硅0.3 0. 5份、钛微量、稀土硅微量、硫磷0 0.04份、其余为铁，进行配料以控制合金钢的成份。铬、钼合金随炉加入，其它待炉料全溶化依次加入。出钢后用罐式强制直入式加入稀土硅，出钢温度控制在1550°C。
2、 造型材料选用石英砂，目数40 100目，混砂机用S119型，采用干法造型，C02气体硬化，用氧气、乙炔加热烤箱
3、 试块检查试块做成10X10X100 mm试样毛坯，随炉一起浇注而成，以备检验。
4、 热处理采用水韧处理。加热设备为燃煤反射炉，回火设备用RTX-90-9T箱式电阻炉。水韧处理介质为普通水，水温<5CTC。
5、 金相组织铸造后，观察其金相显微组织，明显与高锰
钢不同沿奥氏体晶界分布着颗粒状的合金碳化物，而高锰钢是大颗粒的碳化物，并有针状碳化物，另外还有网状组织；水韧处理后的组织，明显改善在奥氏体晶面上，布满均匀细小的合金碳化物。不但增强了耐磨性，减小脆性，而且韧性大大提高，是非常理想的金相组织。
权利要求
1、一种多元合金耐磨钢，其所含化学成分及所占的重量份数是碳0.8～1.0份，锰6～8份，铬0.3～0.5份，钼0.1～0.3份，硅0.3～0.5份，钛微量，稀土硅微量，硫磷0～0.04份，其余为铁。
全文摘要
本发明涉及耐磨材料，尤其是一种多元合金耐磨钢。该耐磨钢所含化学成分及所占的重量份数是碳0.8～1.0份，锰6～8份，铬0.3～0.5份，钼0.1～0.3份，硅0.3～0.5份，钛微量，稀土硅微量，硫磷0～0.04份，其余为铁。本发明多元合金耐磨钢属于水淬半奥氏体、半马氏体钢，淬透性好，特耐磨而韧性好，铸造工艺和热处理工艺简单，无特殊要求；用本发明多元合金耐磨钢制成的破碎机齿板，性能指标远高于高锰钢材料，使用寿命是高锰钢材料齿板的3～4倍。
文档编号C22C38/28GK101519753SQ20091007413
公开日2009年9月2日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者刘奎国, 张贺荣, 彭志余, 李小茹, 段春红 申请人:段志禹