一种锻造用超高强度低合金耐磨钢及其制备方法与流程

本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种适合于斗齿的锻造用超高强度低合金耐磨钢及其制备方法。

背景技术：

斗齿是工程机械行业挖掘机、装载机作业中磨损最严重的零件，广泛应用于矿山、冶金、水利、电力、建筑、机械等行业，直接与岩石、矿物、砂子、泥土等长期接触，由于工况条件恶劣，在接触物料时，既承受冲击作用力，又承受弯曲作用力，斗齿尖部经常受到较强烈的冲击滑动磨料磨损，斗齿主要的失效方式是磨损和断裂，斗齿表面受磨损导致断裂，造成斗齿使用寿命短，更换频繁。目前斗齿常采用高锰钢和低合金钢，高猛钢一方面合金钢中金属Mn元素含量高达百分之十几，是一种铸造奥氏体锰钢(简称高猛钢)，其耐磨性主要在较高的冲击载荷作用下发生表面加工硬化的情况下产生。而在挖掘泥土、砂子冲击载荷不是很高的情况下，表面产生加工硬化并不明显，反而使得高锰钢的耐磨性不能得到充分发挥，导致一般冲击载荷作用下耐磨性很差，寿命较短。而低合金耐磨钢是工程机械行业目前应用很广泛的一类的耐磨材料，具有良好的综合性能，而且合金含量低，生产价格较低。低合金耐磨钢主要通过添加少量(≤5％)的合金元素，以及热处理工艺，来获得马氏体或者马氏体+贝氏体组织，从而提高合金钢的硬度和耐磨性。对于斗齿用低合金耐磨钢需要该种钢具有高的强度，良好的韧性，以及高的硬度，才能真正的提高斗齿的耐磨性和使用寿命，然而低合金钢由于化学成分、热处理工艺可在很大的范围内变化，所以其力学性能表现波动较大，不能同时满足高的强度、良好的韧性、以及高的硬度的要求。

目前国内外常见的中低碳低合金耐磨铸钢中为ZG30CrMoSi、ZG30CrMoNi、ZG35CrMo、ZG35CrMoNi等系列合金，由于加入Mo、Ni质量百分含量较高，制造成本高。在Cr-Mn-Mo基础上，加入B、Ti、V、Nb、RE(稀土元素)等细化晶粒的微量元素是比较常用的方法，例如公开号为CN 201310067281.8的中国专利“一种中碳多元素低合金耐磨钢的制备方法”在Cr-Mn-Si钢的基础上，通过添加一定量的Mo、V来提高淬透性、耐磨性，还加入B、Ti、Nb、Ce等多种微量合金元素起到细化晶粒作用来概述综合力学性能，该发明添加元素多，除普通合金熔炼外，主要进行微量元素的变质处理，工艺相对复杂，且难以控制。

公开号为CN201510099344.7的中国专利公开了“一种韧性大于50J/cm2的低合金耐磨钢及生产方法”，该发明专利的低合耐磨钢的成分中需要加入Mo:0.30-0.50％,Ti:0.25-0.35％,B:0.0 1-0.05％,制备的低合金耐磨钢的抗拉强度1500MPa以上，韧性优良高于50J/cm2，延伸率≥16％，硬度值≥450HV(≥45.3HRC)。虽然塑性和韧性良好，但是抗拉强度只有1500MPa以上，硬度只有45.3HRC以上，对于超高强度耐磨钢而言还有待进一步提高。另外该发明中添加Mo元素含量相对较高，制备工艺中除铸钢的合金熔炼之外，必须经过粗轧制和精轧工序，制造工艺复杂，制造成本较高。

公开号为CN201110276071.0的中国专利，公开了“一种中低合金耐磨钢的制备方法”，其成分为C：0.41％-0.50％，Si：0.85％-0.95％，Mn：1.1％-1.4％，Cr：为1.5％-2.3％，：Mo：0.31％-0.45％，Cu：1.25％-1.35％，Ce：0.30％-0.45％，B：0.001％-0.003％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量为Fe。该发明专利中C含量较高，含碳量越高，强度硬度越高，但塑性、韧性也会随之降低，耐磨钢在使用时候容易断裂，添加的Mo较高，造成成本增加，Cu含量非常高，铜元素含量过高时，耐磨钢的强度和耐磨性反而会降低，另外还要添加Ce，B等细化晶粒的合金元素。低合金耐磨钢的硬度值为52-56HRC，冲击韧性值可达35-75J/cm²，抗拉强度为1550-1750MPa。

综上，目前常见的低合金耐磨钢制造成本高，采取添加微量元素的手段提高耐磨性、淬透性，却造成制造工艺复杂且难以控制，耐磨钢的塑性、韧性、强度和耐磨性等力学性能均不能够同时达到要求。

技术实现要素：

因此本发明提出一种既能同时满足力学性能要求又能降低制造成本的锻造用超高强度低合金耐磨钢，解决了现有低合金耐磨钢的问题。另外，本发明的另一目的在于提供一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

进一步地，本发明所述锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

进一步地，本发明所述锻造用超高强度低合金耐磨钢的抗拉强度σb＞1770-1960MPa、延伸率A≥7-11％，淬火硬度≥52-54HRC。

本发明C的含量为0.20-0.40wt.％，碳(C)：是最重要的固溶强化元素，对钢的硬度、韧性、耐磨性有重要的影响；含碳量越高，强度硬度越高，但塑性、韧性也会随之降低，耐磨钢在使用时候容易断裂；含碳量越低，塑性、韧性越高，其强度、硬度低会随之降低。为了达到工程机械用斗齿耐磨钢超高强度又具有较好的塑性，综合考虑，本发明锻造用耐磨钢的C元素质量百分含量为0.20-0.40wt.％，进一步控制在0.25-0.35wt.％，属于中低碳钢范畴，既兼顾了强度和耐磨性，也考虑了冲击韧性。

本发明Si的含量为1.00-1.55wt.％，硅(Si)：是常见的固溶强化合金元素之一，因为硅溶于铁素体之后，具有很强的固溶强化作用，同时显著提高钢的强度和硬度，提高钢的弹性极限、屈服极限和屈服比，增加钢的回火稳定性，随着硅含量的增加，碳化物的析出被抑制或延缓，易于形成贝氏体组织，当Si元素超高一定值时，耐磨钢的韧性会急剧下降。故本发明将含硅量控制在1.00-1.55wt.％，进一步控制在1.20-1.40％，既保证了强度和硬度又不降低韧性。

本发明Cr的含量为1.00-1.40wt.％，铬(Cr)：是耐磨材料的基本元素之一，可以固溶强化基体，并可以起到细化晶粒作用和提高钢的淬透性、耐磨性和耐腐蚀性，铬可以使钢的珠光体转变和贝氏体转变分开，能与碳形成多种化合物(Fe,Cr)3C，提高硬度和强度的同时不降低冲击韧度，具有较高的回火抵抗能力.钢中加入一定的Cr元素，可以明显提高耐磨钢的强度和硬度。此外，Cr、Mn、Si三元素配比的相互作用，对耐磨钢的奥氏体稳定性、淬透性、淬硬性能均有明显的强化作用。故本发明将含铬量控制在1.00-1.40wt.％，进一步控制在1.20-1.30wt.％。

本发明Mn的含量为0.70-1.00wt.％，锰(Mn)：是合金强化元素之一，可以起到固溶强化作用，提高合金的淬透性，同时Mn元素是很好的脱氧剂和脱硫剂，可以用来进行钢水中脱氧和脱硫处理，当Mn元素含量在0.70-1.00％，可以使耐磨钢的强度明显提高，并能够提高Mn在低温下的冲击韧性,故本发明将含锰量控制在0.70-1.00wt.％，进一步控制在0.80-0.90wt.％。

本发明Mo的含量为0.05-0.20wt.％，钼(Mo)：主要起到提高钢的高温稳定性、钢的硬度、能提高钢的强度。钼与铁素体和奥氏体固溶并形成碳化物，起到细化晶粒作用，钼还可以能抑制P、S等杂质原子向晶界处的偏聚，因此可以减少回火脆性；Mn元素与适量的Mo配合可以能提高钢的淬透性，钼的含量太低，效果不明显，含量太高，则成本较高，综合考虑，本发明将含钼量控制在0.05-0.20wt.％，进一步控制在0.08-0.15％。

本发明Ni的含量为0.05-0.10wt.％，镍(Ni)：为强化铁素体合金元素，可以提高铸钢的强度和韧性，尤其是低温冲击韧性，提高钢对疲劳的阻抗力和减少对缺口的敏感性，降低钢的韧脆性转变温度，提高屈强比，改善钢的机械加工性能和可焊性。但是镍元素属于稀缺的战略资源，价格比较昂贵。故为平衡力学性能和成本，本发明镍元素控制在0.05-0.10wt.％，进一步控制在0.06-0.09wt.％。

本发明Cu的含量为0.05-0.20wt.％，铜(Cu)：在钢中主要以固溶态形式存在，起到固溶强化作用，并可以提高钢水在高温下的流动性，铜还可以一定程度上的提高耐磨合金钢的淬透性。但是铜元素含量过高时，耐磨钢的强度和耐磨性反而会降低。故为了平衡耐磨钢的淬透性、强度和耐磨性，本发明将铜元素控制在0.05-0.20wt.％，进一步控制在0.10-0.15wt.％。

本发明S的含量为≤0.035wt.％，硫(S)：是钢中的有害元素，是在炼钢时由矿石和燃料带到钢中的杂质，硫只能溶于高温的钢液中，在固态铁中几乎不能溶解，以FeS夹杂物的形式存在于固态钢中的晶界处，容易引起热加工时的开裂，称为热脆，其含量应该严格控制在≤0.035％的水平。

本发明P的含量为≤0.035wt.％，磷(P)：也是钢中的有害元素，会急剧降低钢的冲击韧性，尤其是低温韧性，磷会在晶界处积聚，形成严重的偏析，造成回火脆性，因此，其含量应该严格控制在≤0.035％的水平。

综上，本发明是在ZG30CrMnSi(其成分为C：0.28-0.38％，Si：0.5-0.75％，Mn：0.9-1.20％，Cr：0.5-0.80％，S、P≤0.045％)铸钢的基础上，进一步提高Cr和Si合金元素的含量，使得Cr含量提高至1.20-1.30％，Si含量提高至1.20-1.40％，其优点是可以极大的提高耐磨钢的淬透性和耐磨性。本发明注重Cr、Si、Mn三种合金元素的合理配比，使得Cr/Si＝0.90～1.4,Cr/Mn＝1.4～2.0，对耐磨钢的奥氏体稳定性、淬透性、淬硬性能均有明显的强化作用。同时添加少量的Mo、Cu、Ni合金元素，目的主要是提高耐磨钢的淬透性、韧性、稳定性。

本发明还提出了一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1600-1620℃的熔炼温度、1580-1600℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.5-0.6MPa，操作时间为10-15分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1560-1580℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1180-1220℃、起锻温度为1130-1180℃、终锻造温度＞850℃、锻造压力为400-1000kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为890-910℃，保温时间为2-3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度200-250℃，保温时间1-2h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

进一步地，所述熔炼步骤中，当原料加热时间为2-3h，钢液温度达到1600-1620℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，当出钢温度在1580-1600℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序。

进一步地，所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为10-30mm，所述镍片宽度、铜片宽度≤30mm，所述镍片长度、铜片长度≤50mm。

进一步地，加入占原料总质量1％的造渣剂后，当原料完全熔化时进行扒渣工序。

进一步地，所述造渣剂为CaO、Si-Ca合金、SiC粉末中的一种或几种。

进一步地，所述熔炼步骤为：首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁。

进一步地，所述扒渣工序和脱氧工序操作时间＜20min。

本发明并没有通过添加任何微量细化晶粒的合金元素，而是通过高温热锻造工艺使得低合金耐磨钢微观组织更加致密、母合金基体晶粒经过锻造变得细小，保证了工艺不复杂、易控，生产成本低，另外在大的锻造力作用下可以打碎钢中的硫化物、磷化物、氧化物登非金属夹杂物或者降低夹杂物的含量，最终通过淬火和低温回火热处理工艺，来获得一种超高强度低合金耐磨钢，本发明最终金相组织为：回火马氏体+细小的粒状碳化物+少量的残余奥氏体，其塑性、韧性、强度和耐磨性等力学性能能同时达到要求。

通过上述公开内容，本发明的有益效果为：本发明是在ZG30CrMnSi(其成分为C：0.28-0.38％，Si：0.5-0.75％，Mn：0.9-1.20％，Cr：0.5-0.80％，S、P≤0.045％)铸钢的基础上，进一步提高Cr和Si合金元素的含量，使得Cr含量提高至1.20-1.30％，Si含量提高至1.20-1.40％，其优点是可以极大的提高耐磨钢的淬透性和耐磨性；本发明注重Cr、Si、Mn三种合金元素的合理配比，使得Cr/Si＝0.90～1.4,Cr/Mn＝1.4～2.0，对耐磨钢的奥氏体稳定性、淬透性、淬硬性能均有明显的强化作用，同时添加少量的Mo、Cu、Ni合金元素，目的主要是提高耐磨钢的淬透性、韧性、稳定性；本发明锻造用超高强度低合金耐磨钢同时具有超高强度(抗拉强度σb为1770-1960MPa)、良好的韧性(断后延伸率A为7-11％，室温冲击韧性a_KV为29-31.1J)、高的硬度(淬火硬度为52-54HRC)、良好的耐磨性(耐磨性与合金钢的硬度值成正比，通常硬度越高，耐磨性越高)，其使用寿命比普通的低合金耐磨钢可以提高三倍以上，故本发明适合制备工程机械挖掘机、装载机配套用耐磨易损件——斗齿；本发明还提供了一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，本发明并没有通过添加任何微量细化晶粒的合金元素，而是通过高温热锻造工艺使得低合金耐磨钢微观组织更加致密、母合金基体晶粒经过锻造变得细小，保证了工艺不复杂、易控，生产成本低，另外在大的锻造力作用下可以打碎钢中的硫化物、磷化物、氧化物登非金属夹杂物或者降低夹杂物的含量，最终通过淬火和低温回火热处理工艺，来获得一种超高强度低合金耐磨钢，本发明超高强度低合金耐磨钢最终金相组织为：回火马氏体+细小的粒状碳化物+少量的残余奥氏体，其塑性、韧性、强度和耐磨性等力学性能能同时达到要求。

附图说明

图1为本发明超高强度低合金耐磨钢经锻造、淬火且低温回火后放大500倍下的金相显微组织。

图2为本发明实施例八对应的超高强度低合金耐磨钢的金相显微组织，显示组织中典型的细小回火马氏体基体上分布着细小的粒状碳化物、少量的残余奥氏体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，：其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例二

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，：其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例三

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例四

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例五

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例六

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例七

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例八

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例九

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例十

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

实施例十一

一种锻造用超高强度低合金耐磨钢，其材质的主要化学成分及含量如下(wt.％):

将所述实施例一至所述实施例十一的锻造用超高强度低合金耐磨钢进行机械性能的力学分析，得到结果如表1所示：

表1

根据表1所示，本发明实施例一至实施例十一的锻造用超高强度低合金耐磨钢同时具有超高强度(抗拉强度σb为1770-1960MPa)、良好的韧性(断后延伸率A为7-11％，室温冲击韧性a_KV为29-31.1J)、高的硬度(淬火硬度为52-54HRC)、良好的耐磨性(耐磨性与合金钢的硬度值成正比，通常硬度越高，耐磨性越高)，其使用寿命比普通的低合金耐磨钢可以提高三倍以上。故本发明适合制备工程机械挖掘机、装载机配套用耐磨易损件——斗齿。

实施例十二

本实施例是针对实施例一所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1600℃的熔炼温度、1580℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.5MPa，操作时间为10分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1560℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1180℃、起锻温度为1130℃、终锻造温度在860℃、锻造压力为400kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为890℃，保温时间为2h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度200℃，保温时间1h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十三

本实施例是针对实施例二所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1620℃的熔炼温度、1600℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，当原料加热时间为3h，钢液温度达到1620℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，当出钢温度在1600℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.6MPa，操作时间为15分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1580℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1220℃、起锻温度为1180℃、终锻造温度在1030℃、锻造压力为1000kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为910℃，保温时间为3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度250℃，保温时间2h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十四

本实施例是针对实施例三所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1610℃的熔炼温度、1590℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为10mm，所述镍片宽度、铜片宽度为20mm，所述镍片长度、铜片长度为50mm，当原料加热时间为2.5h，钢液温度达到1610℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，当出钢温度在1590℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.55MPa，操作时间为13分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1570℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1200℃、起锻温度为1150℃、终锻造温度为1000℃、锻造压力为700kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为900℃，保温时间为2.5h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度225℃，保温时间1.5h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十五

本实施例是针对实施例四所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1600℃的熔炼温度、1590℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为30mm，所述镍片宽度、铜片宽度20mm，所述镍片长度、铜片长度50mm，当原料加热时间为2.2h，钢液温度达到1611℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，当原料完全熔化时进行扒渣工序，当出钢温度在1588℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.52MPa，操作时间为13分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1566℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1215℃、起锻温度为1155℃、终锻造温度920℃、锻造压力为800kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为905℃，保温时间为2.8h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度223℃，保温时间1.1h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十六

本实施例是针对实施例五所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1616℃的熔炼温度、1587℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为20mm，所述镍片宽度、铜片宽度20mm，所述镍片长度、铜片长度30mm，当原料加热时间为2h，钢液温度达到1610℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为CaO，当原料完全熔化时进行扒渣工序，当出钢温度在1590℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.56MPa，操作时间为13分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1577℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1211℃、起锻温度为1160℃、终锻造温度1111℃、锻造压力为650kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为909℃，保温时间为2.6h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度235℃，保温时间1.5h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十七

本实施例是针对实施例六所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1615℃的熔炼温度、1590℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为10mm，所述镍片宽度、铜片宽度30mm，所述镍片长度、铜片长度45mm，首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁，当原料加热时间为2.5h，钢液温度达到1610℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为Si-Ca合金，当原料完全熔化时进行扒渣工序，当出钢温度在1590℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.55MPa，操作时间为14分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1580℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1200℃、起锻温度为1155℃、终锻造温度855℃、锻造压力为580kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为895℃，保温时间为3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度250℃，保温时间2h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十八

本实施例是针对实施例七所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1620℃的熔炼温度、1580℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为25mm，所述镍片宽度、铜片宽度28mm，所述镍片长度、铜片长度45mm，

首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁，当原料加热时间为2h，钢液温度达到1610℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为SiC粉末，当原料完全熔化时进行扒渣工序，在碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中取少许钢液待自然冷却后进行化学成分化验根据化验结果重新对钢液成分进行适当调整，以得到主要化学成分及含量如下(wt.％)的钢液:

当出钢温度在1600℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序，将脱氧剂压到炉内深处，用造渣剂盖严金属液面以隔断外界空气，同时起到脱氧造渣作用，所述脱氧剂为铝丝、Si-Ca合金、SiC中的一种或几种，所述扒渣工序和脱氧工序操作时间为18min。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.6MPa，操作时间为12分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1580℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1190℃、起锻温度为1150℃、终锻造温度1000℃、锻造压力为1000kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为900℃，保温时间为3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度200℃，保温时间1h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例十九

本实施例是针对实施例八所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1600℃的熔炼温度、1585℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为30mm，所述镍片宽度、铜片宽度30mm，所述镍片长度、铜片长度40mm，

首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁，当原料加热时间为2.5h，钢液温度达到1600℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为CaO、Si-Ca合金，当原料完全熔化时进行扒渣工序，在碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中取少许钢液待自然冷却后进行化学成分化验根据化验结果重新对钢液成分进行适当调整，以得到主要化学成分及含量如下(wt.％)的钢液:

当出钢温度在1580℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序，将脱氧剂压到炉内深处，用造渣剂盖严金属液面以隔断外界空气，同时起到脱氧造渣作用，所述脱氧剂为铝丝，所述扒渣工序和脱氧工序操作时间为15min。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.55MPa，操作时间为14分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1560℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1220℃、起锻温度为1150℃、终锻造温度900℃、锻造压力为700kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为890℃，保温时间为2h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度250℃，保温时间1.2h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例二十

本实施例是针对实施例九所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1610℃的熔炼温度、1600℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为15mm，所述镍片宽度、铜片宽度20mm，所述镍片长度、铜片长度30mm，

首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁，当原料加热时间为3h，钢液温度达到1600℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为Si-Ca合金、SiC粉末，当原料完全熔化时进行扒渣工序，在碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中取少许钢液待自然冷却后进行化学成分化验根据化验结果重新对钢液成分进行适当调整，以得到主要化学成分及含量如下(wt.％)的钢液:

当出钢温度在1595℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序，将脱氧剂压到炉内深处，用造渣剂盖严金属液面以隔断外界空气，同时起到脱氧造渣作用，所述脱氧剂为铝丝，所述扒渣工序和脱氧工序操作时间为18min。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.5MPa，操作时间为12分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1580℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1180℃、起锻温度为1135℃、终锻造温度900℃、锻造压力为600kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为900℃，保温时间为3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度210℃，保温时间2h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例二十一

本实施例是针对实施例十所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1620℃的熔炼温度、1580℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为19mm，所述镍片宽度、铜片宽度为30mm，所述镍片长度、铜片长度为45mm，

首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁，当原料加热时间为2h，钢液温度达到1610℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为CaO、Si-Ca合金、SiC粉末，当原料完全熔化时进行扒渣工序，在碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中取少许钢液待自然冷却后进行化学成分化验根据化验结果重新对钢液成分进行适当调整，以得到主要化学成分及含量如下(wt.％)的钢液:

当出钢温度在1580℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序，将脱氧剂压到炉内深处，用造渣剂盖严金属液面以隔断外界空气，同时起到脱氧造渣作用，所述脱氧剂为铝丝，所述扒渣工序和脱氧工序操作时间为10min。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.56MPa，操作时间为10分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1560℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1180℃、起锻温度为1145℃、终锻造温度880℃、锻造压力为550kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为900℃，保温时间为3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度240℃，保温时间1h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

实施例二十二

本实施例是针对实施例十一所述的一种锻造用超高强度低合金耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

1)熔炼：采用碱性电弧炉或中频感应熔炼炉对原料进行加热熔炼，在1620℃的熔炼温度、1580℃的出钢温度下得到钢液，所述钢液的主要化学成分及含量如下(wt.％):

所述熔炼步骤中，所述原料包括废钢、生铁、铬铁、钼铁、锰铁、硅铁、镍片、铜片，所述生铁粒度、铬铁粒度、钼铁粒度、锰铁粒度、硅铁粒度为20mm，所述镍片宽度、铜片宽度30mm，所述镍片长度、铜片长度40mm，

首先将废钢、生铁和钼铁加入碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中升温熔化，当炉内原料熔化一半时，向碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中依次加入铬铁、锰铁、硅铁，当原料加热时间为3h，钢液温度达到1600℃时，加入占原料总质量1％的造渣剂，所述造渣剂为CaO，当原料完全熔化时进行扒渣工序，在碱性电弧炉或中频感应熔炼炉中取少许钢液待自然冷却后进行化学成分化验根据化验结果重新对钢液成分进行适当调整，以得到主要化学成分及含量如下(wt.％)的钢液:

当出钢温度在1580℃时向炉中加入占原料总质量0.1％的铝丝进行脱氧工序，将脱氧剂压到炉内深处，用造渣剂盖严金属液面以隔断外界空气，同时起到脱氧造渣作用，所述脱氧剂为铝丝，所述扒渣工序和脱氧工序操作时间为16min。

2)炉外精练：将熔炼步骤中得到的钢液送至盛钢桶内进行吹氩处理，所述吹氩处理操作压力为0.6MPa，操作时间为15分钟；

3)浇注成型：采用腊模或消失模对完成炉外精炼步骤后的钢液进行铸造成型处理得到铸件钢坯，浇注温度为1565℃；

4)锻造：将浇注成型步骤中得到的铸件钢坯于加热温度为1195℃、起锻温度为1160℃、终锻造温度910℃、锻造压力为620kN的工艺条件下锻造得到金属锻坯；

5)淬火：将锻造步骤中得到的金属锻坯进行淬火处理，所述淬火处理的工艺条件为：奥氏体化加热温度为900℃，保温时间为3h，淬火介质为油淬；

6)低温回火：将淬火后的金属锻坯进行低温回火处理，所述低温回火处理的工艺条件为：回火温度220℃，保温时间1h，出炉后空冷得到耐磨钢成品。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。