一种耐高温抗磨高锰钢及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温抗磨高锰钢及其制备方法，由以下组分按质量百分比组成：碳1.0-1.2、锰11-13、硅1.2-1.4、铬0.6-0.8、钨3.2-3.6、钼1.1-1.2、镍0.8-1.2、铝0.1-0.3、镁0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷≦0.08、硫≦0.08、余量为铁。制备方法：（1）熔炼：向电炉内加入工业纯铁、锰铁、工业纯铝等合金及金属原料，加热使之全部融化，在1730-1750℃温度下维持30分钟，加入熔炼液体重量0.2-0.5%的变质剂对熔炼后液体进行变质处理，出炉温度为1600-1700℃；（2）浇铸；（3）铸后热处理；（4）产品验收。本发明具有优异的耐高温性和耐磨性，适合长期在高温环境中的锻造部件。生产工艺简单，具有良好的市场前景。
【专利说明】一种耐高温抗磨高锰钢及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料领域，具体地说是涉及一种耐高温抗磨高锰钢及其制备方法。
【背景技术】
[0002]高锰钢在抵抗磨损的同时，由于其极强的韧性，因而抵抗剧烈冲击负荷，其安全性、可靠性是其他材料无法相比的。高锰钢在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，这种外硬内韧既抗磨损又抗冲击的特点是极其有利的。且表面受冲击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。表面被磨损后，次表面又被硬化，因而这一性能优势便被广泛应用于矿山、冶金、军工、建材、铁路、电力等重要环境。100多年来至今没有有效的替代材料。随着现代技术的进展，高锰钢的相关潜力不断被发掘，目前已被应用于如“磁悬浮列车”、“凿岩机器人”、“新型主战坦克”等领域。随着“原位增强”等一系列新技术的成功应用，高锰钢将表现出更优越的抗冲击抗磨损特性，其材料综合性价比的优势将更为突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。
[0003]但是， 目前的高锰钢还存在很多问题，例如耐磨性、耐高温性、韧性、成本等不能兼顾，满足不了一些 高温场合。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐高温抗磨高锰钢及其制备方法，具有耐高温、耐磨性好、耐冲击、强度高等优点，使用寿命长，而且生产成本低，生产工艺简单。
[0005]为了实现上述目的本发明采用如下技术方案:
[0006]一种耐高温抗磨高锰钢，由以下组分按质量百分比组成:碳1.0-1.2、锰11-13、硅
1.2-1.4、铬 0.6-0.8、钨 3.2-3.6、钥 1.1-1.2、镍 0.8-1.2、铝 0.1-0.3、镁 0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷=0.08、硫=0.08、余量为铁。
[0007]优选地，所述的耐高温抗磨高锰钢，由以下组分按质量百分比组成:碳1.1、锰12、硅 1.3、铬 0.7、钨 3.5、钥 1.2、镍 1.0、铝 0.2、镁 0.09、稀土元素 0.05、磷兰 0.08、硫兰 0.08、
余量为铁。
[0008]所述的耐高温抗磨高锰钢的制备方法，包括以下制备步骤:
[0009](I)熔炼:向电炉内加入工业纯铁、锰铁、工业纯铝等合金及金属原料，加热使之全部融化，在1730-1750°C温度下维持30分钟，加入熔炼液体重量0.2-0.5%的变质剂对熔炼后液体进行变质处理，出炉温度为1600-1700°C ；
[0010](2)浇铸:加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1550-1600°c ；
[0011](3)铸后热处理:将初品升温至1200-1300°C，保温处理30_40分钟，再冷却至450-550°C进行空冷处理；然后再升温至1100-120(TC，保温处理30-40分钟，再进行水淬处理；[0012](4)清理表面以及产品验收、进库。
[0013]步骤(1)中所述的变质剂由Re6%、Til3%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 组成。
[0014]步骤(3)中所述的水淬处理是先将产品浸入处于常温状态的水玻璃介质中进行间隙式淬火15分钟，再进行整体淬火I小时，淬火过程中水玻璃介质温度控制在100-120°C。
[0015]与已有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0016]本发明各合金元素比例合理，特别是关键合金元素锰、碳的比例合理，保证了高锰钢的抗冲击性及耐磨性，另外，添加钨、钥，合理设置配比，另外制备过程中进行变质处理，使产品具有优异的耐高温性能，高温下不起皮，韧性好，适合长期在高温环境中的锻造部件。生产工艺简单，生产成本低，具有良好的市场前景。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0018]实施例1:
[0019]一种耐高温抗 磨高锰钢，由以下组分按质量百分比组成:碳1.1、锰12、硅1.3、铬
0.7、钨3.5、钥1.2、镍1.0、铝0.2、镁0.09、稀土元素0.05、磷0.07、硫0.07、余量为铁。
[0020]所述的耐高温抗磨高锰钢的制备方法，包括以下制备步骤:
[0021](I)熔炼:向电炉内加入工业纯铁、锰铁、工业纯铝等合金及金属原料，加热使之全部融化，在1750°C温度下维持30分钟，加入熔炼液体重量0.3%的变质剂对熔炼后液体进行变质处理，出炉温度为1600°C ；
[0022](2)浇铸:加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1550°C ；
[0023](3)铸后热处理:将初品升温至1300°C，保温处理30分钟，再冷却至550°C进行空冷处理；然后再升温至1100°c，保温处理40分钟，再进行水淬处理；
[0024](4)清理表面以及产品验收、进库。
[0025]步骤(1)中所述的变质剂由Re6%、Til3%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 组成。
[0026]步骤(3)中所述的水淬处理是先将产品浸入处于常温状态的水玻璃介质中进行间隙式淬火15分钟，再进行整体淬火I小时，淬火过程中水玻璃介质温度控制在100°C。
[0027]本实施例1的耐高温抗磨高锰钢，拉伸强度为1390MPa，延伸率16.2%，冲击韧性78J/cm2。
【权利要求】
1.一种耐高温抗磨高锰钢，其特征在于:由以下组分按质量百分比组成:碳1.0-1.2、锰 11-13、硅 1.2-1.4、铬 0.6-0.8、钨 3.2-3.6、钥 1.1-1.2、镍 0.8-1.2、铝 0.1-0.3、镁0.08-0.12、稀土元素0.04-0.06、磷兰0.08、硫兰0.08、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的耐高温抗磨高锰钢，其特征在于:由以下组分按质量百分比组成:碳 1.1、锰 12、硅 1.3、铬 0.7、钨 3.5、钥 1.2、镍 1.0、铝 0.2、镁 0.09、稀土元素 0.05、磷兰0.08、硫=0.08、余量为铁。
3.根据权利 要求1所述的耐高温抗磨高锰钢的制备方法，其特征在于:包括以下制备步骤: (1)熔炼:向电炉内加入工业纯铁、锰铁、工业纯铝等合金及金属原料，加热使之全部融化，在1730-1750°C温度下维持30分钟，加入熔炼液体重量0.2-0.5%的变质剂对熔炼后液体进行变质处理，出炉温度为1600-1700°C ； (2)浇铸:加入到铸模中成型，得到初品，浇铸温度为1550-1600°C； (3)铸后热处理:将初品升温至1200-1300°C，保温处理30-40分钟，再冷却至450-550°C进行空冷处理；然后再升温至1100-120(TC，保温处理30-40分钟，再进行水淬处理； (4)清理表面以及产品验收、进库。
4.根据权利要求3所述的耐高温抗磨高锰钢的制备方法，其特征在于:步骤(1)中所述的变质剂由 Re6%、Ti 13%、Ca4%、Vl%、Mol.5%、Mgl6%、Fe65% 组成。
5.根据权利要求3所述的耐高温抗磨高锰钢的制备方法，其特征在于:步骤(3)中所述的水淬处理是先将产品浸入处于常温状态的水玻璃介质中进行间隙式淬火15分钟，再进行整体淬火I小时，淬火过程中水玻璃介质温度控制在100-120°C。
【文档编号】C22C38/60GK103952645SQ201410142813
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】倪菲菲 申请人:铜陵南江鑫钢实业有限公司