一种锰铬高碳合金钢的制作方法

文档序号:3321158阅读:312来源:国知局
一种锰铬高碳合金钢的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种锰铬高碳合金钢,其所含化学元素的质量百分数如下:C:0.62%-0.66%;Si:1.26%-1.32%;Cr:1.86%-1.92%;Mn:2.24%-2.32%;Ti:0.9%-1.1%;Al:0.10%-0.14%;Ce:0.56%-0.58%;B:0.5%-0.7%;Mo:0.05%-0.12%;S:0-0.02%;P:0-0.03%;余料为Fe。按以下步骤进行制备:将生铁与废铁按2:(1-3)的比例投入炉中,进行脱硫脱氧后,依次加入Si、Mn、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化,合金化后采用精炼剂精炼、浇铸,得到铸锭;将铸锭放入热处理炉中,先由室温升温至600-620℃保温3-4h;再升温至900-910℃保温3-4h;再降温至600-620℃保温0.5-1h;再降温至300-320℃保温1.5-2.5h;再升温至500-520℃保温2-3h,取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
【专利说明】一种锰铬高碳合金钢

【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁材料【技术领域】,尤其涉及一种锰铬高碳合金钢。

【背景技术】
[0002] 钢铁作为一种重要的基础物资,对国民经济的发展具有重要作用。随着经济的发 展,我国钢铁行业虽然在低端钢铁领域成为了世界钢铁产量第一,但是高档钢材大量依赖 于进口,同时,我国钢铁生产能耗大,钢铁行业利润较低,且抵抗市场风险能力不足。因此, 开发具有良好的综合性能,且成本合理的钢铁材料,并探索出合理的钢铁制备工艺,对于我 国国民经济具有重大作用。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种锰铬高碳合金钢,其综合性 能好,硬度高。
[0004] 本发明提出的一种锰铬高碳合金钢,其所含化学元素的质量百分数如下:
[0005] C :0. 62% -0. 66% ;Si :1. 26% -I. 32% ;Cr :1. 86% -I. 92% ;Mn :2. 24% -2. 32% ; Ti :0. 9 % -I. I % ;A1 :0. 10 % -〇. 14 % ;Ce :0. 56 % -〇. 58 % ;B :0. 5 % -〇. 7 % ;Mo : 0· 05% -0· 12% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料为 Fe ;
[0006] 根据上述配比,按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢:
[0007] Sl :熔炼,将生铁与废铁按2 : (1-3)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、Μη、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化,合金化后采用精炼剂精炼、浇铸,得 到铸锭;
[0008] S2 :热处理,将Sl中获得的铸锭放入热处理炉中,先由室温以120-130°C /h速率 升温至600-620°C,保温3-4h ;再以180-190°C /h速率升温至900-9KTC,保温3-4h ;再以 170-180°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 300-320°C, 保温I. 5-2. 5h ;再以180-190°C /h速率升温至500-520°C,保温2-3h,取出空冷得到锰铬高 碳合金钢。
[0009] 优选地,在步骤Sl中,生铁与废铁按1 :1的比例投入炉中作为铁基来源。
[0010] 优选地,在步骤S2中,在步骤S2中,由室温以125°C /h速率升温至610°C,保温 3. 5h;再以185°C /h速率升温至905°C,保温3. 5h;再以175°C /h速率降温至610°C,保 温45min ;再以85°C /h速率降温至310°C,保温2h ;再以185°C /h速率升温至510°C,保温 2. 5h,取出空冷。
[0011] 优选地,所述取出空冷得到锰铬高碳合金钢所含化学元素的质量百分数如 下:C :0· 63 % -0· 65 % ;Si :1· 27 % -1. 31 % ;Cr :1· 88 % -1. 90 % ;Mn :2· 25 % -2. 30 % ; Ti :0. 95 % -1. 05 % ;A1 :0. 11 % -〇. 14 % ;Ce :0. 56 % -〇. 58 % ;B :0. 52 % -〇. 68 % ;Mo : 0· 06% -0· 11% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料为 Fe。
[0012] 优选地,合金元素中,按质量百分数计,Mn :Cr :C为I :0. 8-0. 85 :0. 25-0. 30。
[0013] 优选地,合金元素中,按质量百分数计,Mn、Cr、C三者占总合金元素的55% -60%。
[0014] 本发明中,首先对合金钢的化学元素进行合理选择,并优化了各元素的组合配比, 为合金钢获得良好的综合性能奠定基础,对合金钢的制备工艺进行了优化,在熔炼过程中, 采用生铁和废铁作为铁基来源,降低合金钢的成本,在脱硫脱氧后,按合理投放次序,加入 合金元素,并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;在热处理过 程中,对热处理制度进行了优化,充分发挥合金元素的作用,获得优良的组织形态,使得合 金钢兼顾了硬度、韧性和抗冲击性能,获得良好的综合性能。

【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 实施例1
[0017] 一种锰铬高碳合金钢,其所含化学元素的质量百分数如下:
[0018] C :0. 64% ;Si :1. 29% ;Cr :1. 89% ;Mn :2. 28% ;Ti :1% ;A1 :0. 12% ;Ce :0. 57% ; B :0· 6% ;Mo :0· 09% ;S :0· 02% ;P :0· 03% ;余料为 Fe ;
[0019] 根据上述配比,按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢:
[0020] 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、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化,合金化后采用精炼剂精炼、浇铸,得到铸 锭;
[0021] S2:热处理,将Sl中获得的铸锭放入热处理炉中,先在步骤S2中,由室温以 125 °C /h速率升温至6KTC,保温3. 5h ;再以185 °C /h速率升温至905 °C,保温3. 5h ;再 以175°C /h速率降温至610°C,保温45min ;再以85°C /h速率降温至310°C,保温2h ;再以 185°C /h速率升温至510°C,保温2. 5h,取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
[0022] 实施例2
[0023] -种锰铬高碳合金钢,其所含化学元素的质量百分数如下:
[0024] C :0. 66% ;Si :1. 26% ;Cr :1. 92% ;Mn :2. 24% ;Ti :1. 1% ;A1 :0. 10% ;Ce :0. 58% ; B :0· 5% ;Mo :0· 12% ;S :0· 02% ;P :0· 03% ;余料为 Fe ;
[0025] 根据上述配比,按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢:
[0026] 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、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化,合金化后采用精炼剂精炼、浇铸,得到铸 锭;
[0027] S2 :热处理,将Sl中获得的铸锭放入热处理炉中,先由室温以120°C /h速率升温 至620°C,保温3h ;再以190°C /h速率升温至900°C,保温4h ;再以170°C /h速率降温至 620°C,保温0. 5h ;再以90°C /h速率降温至300°C,保温2. 5h ;再以180°C /h速率升温至 520°C,保温2h,取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
[0028] 实施例3
[0029] -种锰铬高碳合金钢,其所含化学元素的质量百分数如下:
[0030] C :0. 62% ;Si :1. 32% ;Cr :1. 86% ;Mn :2. 32% ;Ti :0. 9% ;A1 :0. 14% ;Ce :0. 56% ; B :0· 7% ;Mo :0· 05% ;S :0· 02% ;P :0· 03% ;余料为 Fe ;
[0031] 根据上述配比,按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢:
[0032] Sl :熔炼,将生铁与废铁按2 :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、B、Cr、Ti、Ce、Mo、Al进行合金化,合金化后采用精炼剂精炼、浇铸,得到铸 锭;
[0033] S2 :热处理,将Sl中获得的铸锭放入热处理炉中,先由室温以130°C /h速率升 温至600°C,保温4h;再以180°C /h速率升温至910°C,保温3h;再以180°C /h速率降温 至600°C,保温Ih ;再以80°C /h速率降温至320°C,保温I. 5h ;再以190°C /h速率升温至 500°C,保温3h,取出空冷得到锰铬高碳合金钢。
[0034] 在实施例1-3中,测试制得的锰铬高碳合金钢的各项机械性能,性能数据如表1所 /Jn 〇
[0035]

【权利要求】
1. 一种锰铬高碳合金钢,其特征在于,其所含化学元素的质量百分数如下:c: 0. 62 % -0. 66 % ;Si :1. 26 % -1. 32 % ;Cr :1. 86 % -1. 92 % ;Mn :2. 24 % -2. 32 % ; Ti :0. 9 % -1. 1 % ;A1 :0. 10 % -〇. 14 % ;Ce :0. 56 % -〇. 58 % ;B :0. 5 % -〇. 7 % ;Mo : 0· 05% -0· 12% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料为 Fe ; 根据上述配比,按以下步骤制备所述锰铬高碳合金钢: 51 :熔炼,将生铁与废铁按2 : (1-3)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、Μη、B、Cr、Ti、Ce、Mo、A1进行合金化,合金化后采用精炼剂精炼、浇铸,得到铸 锭; 52 :热处理,将S1中获得的铸锭放入热处理炉中,先由室温以120-130°C/h速率升 温至600-620°C,保温3-4h ;再以180-190°C /h速率升温至900-9KTC,保温3-4h ;再以 170-180°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 300-320°C, 保温1. 5-2. 5h ;再以180-190°C /h速率升温至500-520°C,保温2-3h,取出空冷得到锰铬高 碳合金钢。
2. 根据权利要求1所述的锰铬高碳合金钢,其特征在于,在步骤S1中,生铁与废铁按 1 :1的比例投入炉中作为铁基来源。
3. 根据权利要求1所述的锰铬高碳合金钢,其特征在于,在步骤S2中,由室温以 125°C /h速率升温至6KTC,保温3. 5h ;再以185°C /h速率升温至905°C,保温3. 5h ;再 以175°C /h速率降温至610°C,保温45min ;再以85°C /h速率降温至310°C,保温2h ;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任一项所述的锰铬高碳合金钢,其特征在于,所述取出空冷得到 锰铬高碳合金钢所含化学元素的质量百分数如下:C :0. 63% -0. 65% ;Si :1. 27% -1. 31% ; Cr :1. 88 % -1. 90 % ;Mn :2. 25 % -2. 30 % ;Ti :0. 95 % -1. 05 % ;A1 :0. 11 % -〇. 14 % ;Ce : 0· 56% -0· 58% ;B :0· 52% -0· 68% ;Mo :0· 06% -0· 11% ;S :0-0· 02% ;P :0-0· 03% ;余料 为Fe。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的锰铬高碳合金钢,其特征在于,合金元素中,按质量 百分数计,Mn :Cr :C 为 1 :0· 8-0. 85 :0· 25-0. 30。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的锰铬高碳合金钢,其特征在于,合金元素中,按质量 百分数计,Mn、Cr、C三者占总合金元素的55% -60%。
【文档编号】C22C38/38GK104294163SQ201410523266
【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
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