一种锰镍合金钢的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：S1：熔炼，将生铁与废铁按1：(1-2)的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：Mn：3.6％-4.2％；Ni：1.8％-2.4％；Mo：2.5％-2.7％；C：0.2％-0.3％；Si：0.08％-0.12％；Cr：1.0％-1.6％；Ti：0.04％-0.06％；W：0.05％-0.1％；Nb：0.32％-0.36％；S：0-0.02％；P：0-0.03％；余料为Fe；S2：热处理，将S1中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180-190℃/h速率升温至900-910℃，保温3-4h；再以120-140℃/h速率降温至600-620℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至400-420℃，保温0.5-1h；再以80-90℃/h速率降温至300-320℃，保温1-2h；再以180-190℃/h速率升温至500-520℃，保温2-3h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
【专利说明】一种猛镜合金钢
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁材料【技术领域】，尤其涉及一种锰镍合金钢。
【背景技术】
[0002] 随着经济的高速发展，世界对资源的消耗日益增加，钢铁作为一种重要的基础资 源，对经济的发展起着重要的作用。目前，由于磨损和腐蚀的原因，每年在各领域有大量的 钢铁由于失效而被废弃，一方面造成了资源的大量浪费，另一方面给使用者带来巨大的经 济成本。钢铁的磨损主要是由于钢铁的机械性能不足，为了提高钢铁的使用价值，降低使用 成本，需要对钢铁的机械性能进行改进。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种锰镍合金钢，其在韧性好的 基础上，强度高。
[0004] 本发明提出了一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
[0005] Sl :熔炼，将生铁与废铁按I :(1-2)的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱 氧后，依次加入Si、Mn、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸， 得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：Mn :3. 6% -4.2% ;Ni : 1. 8% -2. 4% ；Mo ：2. 5% -2. 7% ；C ：0. 2% -〇. 3% ；Si ：0. 08% -〇. 12% ；Cr ：1. 0% -I. 6% ； Ti :0· 04% -0· 06% ;W :0· 05% -0· 1% ;Nb :0· 32% -0· 36% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余 料为Fe ;
[0006] S2 :热处理，将SI中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180-190°C /h速率 升温至900-9KTC，保温3-4h ;再以120-140°C /h速率降温至600-620°C，保温0. 5-lh ;再以 80-90°C /h 速率降温至 400-420°C，保温 0· 5-lh ;再以 80-90°C /h 速率降温至 300-320°C， 保温l-2h ;再以180-190°C /h速率升温至500-520°C，保温2-3h，取出空冷，得到锰镍合金 钢。
[0007] 优选地，在步骤Sl中，生铁与废铁按2 :3的比例投入炉中作为铁基来源。
[0008] 优选地，在步骤S2中，由室温以185°C /h速率升温至906°C，保温3. 5h;再以 132°C /h速率降温至612°C，保温45min ;再以85°C /h速率降温至410°C，保温40min ;再以 86°C /h速率降温至310°C，保温I. 5h ;再以185°C /h速率升温至510°C，保温2. 5h，取出空 冷。
[0009] 优选地，在步骤Sl中，铸锭的化学元素的质量百分数如下：C :0. 22% -0. 28%;Si : 0. 085% -0. 11% ；Cr ：1. 1% -I. 5% ；Mn ：3. 7-4. I ；Ni ：1. 95-2. 35% ；Ti ：0. 045% -〇. 055% ； W :0· 06% -0· 08% ;Nb :0· 32% -0· 35% ;Mo :2. 55% -2. 65% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余 料为Fe。
[0010] 优选地，在步骤SI中，铸锭的化学元素的质量百分数如下：C :0. 24% ;Si :0. 09% ; Cr ：1. 2% ；Mn ：3. 9% ；Ni ：2. 2% ；Ti ：0. 05% ；ff ：0. 07% ；Nb ：0. 33% ；Mo ：2. 6% ；S ：〇-〇. 02% ； P :0-0· 03% ;余料为 Fe。
[0011] 本发明中，通过对合金钢的制备工艺进行优化，在熔炼过程中合理选择合金化元 素，并控制了各元素的组合配比，合理设置了元素投放次序，在热处理过程中，对热处理制 度进行了优化，使得合金在具有低碳钢优异的韧性和塑性的基础上，具有高强度的优点；在 熔炼过程中，使用部分废铁作为铁基来源，提高了合金的质量均匀性并降低了合金的成本， 对熔炼过程的控制可以有效控制合金的夹杂氧化物量和气孔度，从而保障了合金的性能。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明， 而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明 的保护范围内。
[0013] 实施例1
[0014] 一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
[0015] Sl :熔炼，将生铁与废铁按2 :3的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后， 依次加入Si、Mn、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸 锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：C :0. 24% ;Si :0. 09% ;Cr :1. 2% ; Mn ：3. 9% ；Ni ：2. 2% ；Ti ：0. 05% ；ff ：0. 07% ；Nb ：0. 33% ；Mo ：2. 6% ；S ：0. 02% ；P ：0. 03% ； 余料为Fe ;
[0016] S2 :热处理，将SI中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以185°C /h速率升温 至906°C，保温3. 5h ;再以132°C /h速率降温至612°C，保温45min ;再以85°C /h速率降温 至410°C，保温40min ;再以86°C /h速率降温至310°C，保温I. 5h ;再以185°C /h速率升温 至510°C，保温2. 5h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
[0017] 实施例2
[0018] 一种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
[0019] Sl :熔炼，将生铁与废铁按1 :1的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后， 依次加入Si、Mn、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸 锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：C :0. 3% ;Si :0. 08% ;Cr :1. 6% ; Mn :3. 6% ;Ni :2. 4% ;Ti :0· 04% ;W :0· 1% ;Nb :0· 32% ;Mo :2. 7% ;S :0· 02% ;P :0· 03% ; 余料为Fe ;
[0020] S2 :热处理，将SI中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以190°C /h速率升温 至900°C，保温4h ;再以120°C /h速率降温至620°C，保温0. 5h ;再以90°C /h速率降温至 400°C，保温Ih ;再以80°C /h速率降温至320°C，保温Ih ;再以190°C /h速率升温至500°C， 保温3h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
[0021] 实施例3
[0022] -种锰镍合金钢，按以下步骤制备获得：
[0023] Sl :熔炼，将生铁与废铁按1 :2的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧后， 依次加入Si、Mn、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸，得到铸 锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：C :0. 2% ;Si :0. 12% ;Cr :1. 0% ; Mn ：4. 2% ；Ni ：1. 8% ；Ti ：0. 06% ；ff ：0. 05% ；Nb ：0. 36% ；Mo ：2. 5% ；S ：0. 02% ；P ：0. 03% ； 余料为Fe ;
[0024] S2 :热处理，将SI中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180°C /h速率升 温至910°C，保温3h ;再以140°C /h速率降温至600°C，保温Ih ;再以80°C /h速率降温 至420°C，保温0. 5h ;再以90°C /h速率降温至300°C，保温2h ;再以180°C /h速率升温至 520°C，保温2h，取出空冷，得到锰镍合金钢。
[0025] 在实施例1-3中，测试制得的锰镍合金钢的各项机械性能，性能数据如表1所示。
[0026]
【权利要求】
1. 一种锰镍合金钢，其特征在于，按以下步骤制备获得： 51 :熔炼，将生铁与废铁按1 : (1-2)的比例投入炉中作为铁基来源，进行脱硫脱氧 后，依次加入Si、Mn、Mo、Ni、Nb、Cr、Ti、W进行合金化，合金化后采用精炼剂精炼、浇铸， 得到铸锭，在精炼过程中，将合金化学元素按质量百分数调整为：Mn :3. 6 %-4.2% ;Ni : 1. 8% -2. 4% ；Mo ：2. 5% -2. 7% ；C ：0. 2% -〇. 3% ；Si ：0. 08% -〇. 12% ；Cr ：1. 0% -1. 6% ； Ti :0· 04% -0· 06% ;W :0· 05% -0· 1% ;Nb :0· 32% -0· 36% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余 料为Fe ; 52 :热处理，将SI中获得的铸锭放入热处理炉中，先由室温以180-190°C /h速率升温 至900-9KTC，保温3-4h ;再以120-140°C /h速率降温至600-620°C，保温0. 5-lh ;再以 80-90°C /h 速率降温至 400-420°C，保温 0· 5-lh ;再以 80-90°C /h 速率降温至 300-320°C， 保温l-2h ;再以180-190°C /h速率升温至500-520°C，保温2-3h，取出空冷，得到锰镍合金 钢。
2. 根据权利要求1所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S1中，生铁与废铁按2 :3的 比例投入炉中作为铁基来源。
3. 根据权利要求1所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S2中，由室温以185°C /h 速率升温至906°C，保温3. 5h ;再以132°C /h速率降温至612°C，保温45min ;再以85°C /h 速率降温至410°C，保温40min ;再以86°C /h速率降温至310°C，保温1. 5h ;再以185°C /h 速率升温至510°C，保温2. 5h，取出空冷。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤S1中，铸锭的化 学元素的质量百分数如下：C :0· 22% -0· 28% ;Si :0· 085% -0· 11% ;Cr :1. 1% -1. 5% ;Mn : 3. 7-4. 1 ；Ni ：1. 95-2. 35% ；Ti ：0. 045% -〇. 055% ；ff ：0. 06% -〇. 08% ；Nb ：0. 32% -〇. 35% ； Mo :2. 55% -2. 65% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料为 Fe。
5. 根据权利要求1-43任一项所述的锰镍合金钢，其特征在于，在步骤SI中，铸锭的 化学元素的质量百分数如下：C :0· 24% ;Si :0· 09% ;Cr :L 2% ;Mn :3. 9% ;Ni :2. 2% ;Ti : 0· 05% ;W :0· 07% ;Nb :0· 33% ;Mo :2. 6% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料为 Fe。
【文档编号】C21D1/00GK104294177SQ201410523183
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】郑洪
申请人:合肥恒泰钢结构有限公司