本发明涉及合金钢环件
技术领域：
，具体涉及一种高硬度合金钢环件及其制备方法。
背景技术：
：高硬度合金钢在建材、汽车制造等领域均有广泛的应用。合金钢除了铁元素和碳元素，还含有不同种类和不同比例的合金元素，通过适当的工艺加工处理，可以赋予合金钢特殊的性能，从而满足对钢材的各种需求。目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐腐蚀性能，阻燃性能，硬度等，在很多场合还不能满足需求。在中国公开的专利申请cn106756431a中针对获得一种耐磨高硬度合金钢材料的制备方法，采用不锈钢钢屑、低碳锰钢、碱式碳酸镍、稀土硅铁、萤石、二硼化钛、十二烷基苯磺酸钠、磷酸氢二钠、锆英砂、碳化铪、硼化钒、碳化铬为原料，该发明制得的合金钢材具有较高的强度和耐腐蚀性能，具有一定的耐磨性能，生产过程安全环保。在中国公开的专利申请cn105154755a中针对获得一种耐高温合金钢材料的制备方法，采用原料为不锈钢钢屑、铁粉、碳粉、硼铁粉、氧化锌、硅化钛、氟化石墨、微蜡粉、铬粉、玻璃纤维、铋粉、二氧化锆粉和铬粉，制得的合金钢材料就有一定的强度、硬度和耐热稳定性能。目前现有技术所制合金钢虽然具有一定的强度、硬度和耐热稳定性能，但存在硬度小，容易开裂，韧性差等缺陷。技术实现要素：针对上述存在的问题，本发明提出了一种高硬度合金钢环件。本发明所提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有技术所制合金钢存在的硬度小，容易开裂，韧性差等缺陷。为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：一种高硬度合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：1.8％-2.4％、si：1.0％-1.3％、mn：0.3％-0.5％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.2％-1.5％、mo：0.4％-0.9％、tc：0.4％-0.7％、i：0.2％-0.45％、zr：0.3％-0.55％、al：0.15％-0.35％、er：0.15％-0.45％、ba：0.1％-0.4％、ti：0.2％-0.6％、余量为铁及其他杂质元素。优选的，该合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：1.9％-2.3％、si：1.05％-1.25％、mn：0.35％-0.45％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.25％-1.4％、mo：0.5％-0.8％、tc：0.5％-0.6％、i：0.25％-0.4％、zr：0.35％-0.5％、al：0.2％-0.3％、er：0.2％-0.4％、ba：0.2％-0.3％、ti：0.3％-0.5％、余量为铁及其他杂质元素。优选的，各元素通过以下原料进行添加：废钢、硅粉末、锰铁、铬铁、钼铁、锝铁、碘、锆铁、铝铁粉末、铒铁、碳酸钡、二氧化钛。优选的，该合金钢环件，制备方法包括如下几个步骤：(1)将铝铁粉末和硅粉末至于温度为1500-1600℃的电炉中，进行vd处理一段时间后，加入钡铁粉末，将温度调整为800-850℃，淬火10-20min，随后将合金转移至回火炉中，将温度调整为120-150℃回火处理20-25min；(2)将剩余物料至于熔炼炉中，加热至熔融，在磁力搅拌的条件下熔炼1-2h，随后将(1)所得产物至于熔炼炉中，以400-500r/min的速度机械搅拌，熔炼一段时间；(3)向(2)所得产物中加入高级加硅脱氧孕育剂，机械搅拌均匀后，进行成分分析、调整，随后用喷枪向铁水中喷入适量的除渣剂，机械搅拌30-60min；(4)将除渣后的铁水注入浇铸机中浇铸成型，得组成品，待粗成品温度降为800-900℃时，进行锻压，得毛坯；(5)将毛坯至于680-720℃的高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为30-60min，随后调整温度为600-650℃进行二次淬火，二次淬火时间为20-30min；(6)将淬火后的毛坯至于760-810℃的真空回火炉中进行一次回火，时间为1-2h，随后将温度调整为600-650℃进行二次回火，时间为30-40min，得高硬度合金钢环件。优选的，步骤(1)中vd处理时间为30-40min。优选的，步骤(2)中熔炼时间为1-2h。采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：钼锝组成的合金具有优良的超导性质，可以增强锝的强度、韧性，制得的合金钢具有质轻、耐腐蚀、硬度高等优点；随着碘含量的增加，锆合金对碘致应力腐蚀开裂的敏感性能增加，开裂的临界应力强度因子降低，裂纹萌生所需的应力降低，碘分压越高，裂纹扩展过度到快速的穿晶准解里方式时对应的应力强度因子越低，开裂的临界应力增强，所制合金钢的抗裂性能增强；经过脱氧处理的铝和硅，生成大量的三氧化二铝和二氧化硅，再加入钡合金时，钡除参与脱氧外，还参与合金中残留的二氧化硅和三氧化二铝的结合，生成的大颗粒的复合夹杂而上浮排出，从而提高了钡的脱氧速率，充分发挥了各合金间的配合作用，有利于提高合金钢的力学性能。具体实施方式交平为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，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1：一种高硬度合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：1.8％、si：1.0％、mn：0.3％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.2％、mo：0.4％、tc：0.4％、i：0.2％、zr：0.3％、al：0.15％、er：0.15％、ba：0.1％、ti：0.2％、余量为铁及其他杂质元素。一种高硬度合金钢环件，其制备方法包括如下几个步骤：(1)将铝铁粉末和硅粉末至于温度为1500℃的电炉中，进行vd处理，时间为30min，加入钡铁粉末，将温度调整为800℃，淬火10min，随后将合金转移至回火炉中，将温度调整为120℃回火处理20min；(2)将剩余物料至于熔炼炉中，加热至熔融，在磁力搅拌的条件下熔炼1h，随后将(1)所得产物至于熔炼炉中，以400r/min的速度机械搅拌，熔炼1h；(3)向(2)所得产物中加入高级加硅脱氧孕育剂，机械搅拌均匀后，进行成分分析、调整，随后用喷枪向铁水中喷入适量的除渣剂，机械搅拌30min；(4)将除渣后的铁水注入浇铸机中浇铸成型，得组成品，待粗成品温度降为800℃时，进行锻压，得毛坯；(5)将毛坯至于680℃的高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为30min，随后调整温度为600℃进行二次淬火，二次淬火时间为20min；(6)将淬火后的毛坯至于760℃的真空回火炉中进行一次回火，时间为1h，随后将温度调整为600℃进行二次回火，时间为30min，得高硬度合金钢环件。实施例2：一种高硬度合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：2.4％、si：1.3％、mn：0.5％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.5％、mo：0.9％、tc：0.7％、i：0.45％、zr：0.55％、al：0.35％、er：0.45％、ba：0.4％、ti：0.6％、余量为铁及其他杂质元素。一种高硬度合金钢环件，其制备方法包括如下几个步骤：(1)将铝铁粉末和硅粉末至于温度为1600℃的电炉中，进行vd处理，时间为40min，加入钡铁粉末，将温度调整为850℃，淬火20min，随后将合金转移至回火炉中，将温度调整为150℃回火处理25min；(2)将剩余物料至于熔炼炉中，加热至熔融，在磁力搅拌的条件下熔炼2h，随后将(1)所得产物至于熔炼炉中，以500r/min的速度机械搅拌，熔炼2h；(3)向(2)所得产物中加入高级加硅脱氧孕育剂，机械搅拌均匀后，进行成分分析、调整，随后用喷枪向铁水中喷入适量的除渣剂，机械搅拌60min；(4)将除渣后的铁水注入浇铸机中浇铸成型，得组成品，待粗成品温度降为900℃时，进行锻压，得毛坯；(5)将毛坯至于20℃的高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为60min，随后调整温度为650℃进行二次淬火，二次淬火时间为30min；(6)将淬火后的毛坯至于810℃的真空回火炉中进行一次回火，时间为2h，随后将温度调整为650℃进行二次回火，时间为40min，得高硬度合金钢环件。实施例3：一种高硬度合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：1.9％、si：1.05％、mn：0.35％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.25％、mo：0.5％、tc：0.5％、i：0.25％、zr：0.35％、al：0.2％、er：0.2％、ba：0.2％、ti：0.3％、余量为铁及其他杂质元素。一种高硬度合金钢环件，其制备方法包括如下几个步骤：(1)将铝铁粉末和硅粉末至于温度为1510℃的电炉中，进行vd处理，时间为32min，加入钡铁粉末，将温度调整为810℃，淬火12min，随后将合金转移至回火炉中，将温度调整为125℃回火处理21min；(2)将剩余物料至于熔炼炉中，加热至熔融，在磁力搅拌的条件下熔炼1.2h，随后将(1)所得产物至于熔炼炉中，以410r/min的速度机械搅拌，熔炼1.2h；(3)向(2)所得产物中加入高级加硅脱氧孕育剂，机械搅拌均匀后，进行成分分析、调整，随后用喷枪向铁水中喷入适量的除渣剂，机械搅拌35min；(4)将除渣后的铁水注入浇铸机中浇铸成型，得组成品，待粗成品温度降为810℃时，进行锻压，得毛坯；(5)将毛坯至于690℃的高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为35min，随后调整温度为610℃进行二次淬火，二次淬火时间为22min；(6)将淬火后的毛坯至于770℃的真空回火炉中进行一次回火，时间为1.5h，随后将温度调整为610℃进行二次回火，时间为32min，得高硬度合金钢环件。实施例4：一种高硬度合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：2.3％、si：1.25％、mn：0.45％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.4％、mo：0.8％、tc：0.6％、i：0.4％、zr：0.5％、al：0.3％、er：0.4％、ba：0.3％、ti：0.5％、余量为铁及其他杂质元素。一种高硬度合金钢环件，其制备方法包括如下几个步骤：(1)将铝铁粉末和硅粉末至于温度为1540℃的电炉中，进行vd处理，时间为35min，加入钡铁粉末，将温度调整为820℃，淬火15min，随后将合金转移至回火炉中，将温度调整为130℃回火处理23min；(2)将剩余物料至于熔炼炉中，加热至熔融，在磁力搅拌的条件下熔炼1.5h，随后将(1)所得产物至于熔炼炉中，以450r/min的速度机械搅拌，熔炼1.6h；(3)向(2)所得产物中加入高级加硅脱氧孕育剂，机械搅拌均匀后，进行成分分析、调整，随后用喷枪向铁水中喷入适量的除渣剂，机械搅拌50min；(4)将除渣后的铁水注入浇铸机中浇铸成型，得组成品，待粗成品温度降为850℃时，进行锻压，得毛坯；(5)将毛坯至于700℃的高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为40min，随后调整温度为640℃进行二次淬火，二次淬火时间为25min；(6)将淬火后的毛坯至于800℃的真空回火炉中进行一次回火，时间为1.5h，随后将温度调整为640℃进行二次回火，时间为35min，得高硬度合金钢环件。实施例5：一种高硬度合金钢环件，由如下重量份数原料制成：c：2.0％、si：1.2％、mn：0.4％、p≤0.045％、s≤0.055％、cr：1.3％、mo：0.7％、tc：0.55％、i：0.3％、zr：0.4％、al：0.25％、er：0.3％、ba：0.25％、ti：0.4％、余量为铁及其他杂质元素。一种高硬度合金钢环件，其制备方法包括如下几个步骤：(1)将铝铁粉末和硅粉末至于温度为1580℃的电炉中，进行vd处理，时间为38min，加入钡铁粉末，将温度调整为840℃，淬火18min，随后将合金转移至回火炉中，将温度调整为140℃回火处理24min；(2)将剩余物料至于熔炼炉中，加热至熔融，在磁力搅拌的条件下熔炼1.8h，随后将(1)所得产物至于熔炼炉中，以480r/min的速度机械搅拌，熔炼1.8h；(3)向(2)所得产物中加入高级加硅脱氧孕育剂，机械搅拌均匀后，进行成分分析、调整，随后用喷枪向铁水中喷入适量的除渣剂，机械搅拌50min；(4)将除渣后的铁水注入浇铸机中浇铸成型，得组成品，待粗成品温度降为880℃时，进行锻压，得毛坯；(5)将毛坯至于710℃的高频淬火机中进行一次淬火，一次淬火时间为50min，随后调整温度为640℃进行二次淬火，二次淬火时间为28min；(6)将淬火后的毛坯至于800℃的真空回火炉中进行一次回火，时间为1.8h，随后将温度调整为640℃进行二次回火，时间为38min，得高硬度合金钢环件。将本发明实施例中的合金钢环件与市场中的产品做性能测试，其测试结果如下：伸长率(％)拉伸强度(mpa)硬度(hb)实施例123621224实施例226626228实施例324623227实施例425625225实施例523624226对照例110432137对照例29439139由上表可以看出该合金钢环件与市场中常见的合金钢环件相比，本产品具有良好的抗裂性能和力学性能，制得推广使用。以上实施例仅用以说明本发明型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明型各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12