1.本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种高韧性低铬白口铸铁磨段。
背景技术：
2.球磨机是广泛用于建材、冶金、矿山、电力等行业破碎物料的关键设备，磨段是球磨机中常用的研磨介质，其直接影响了物料破碎质量以及生产效率，进而影响了生产企业的生产成本，因此，提高磨段的综合性能，延长其使用寿命具有重要的经济意义。低铬白口铸铁是一种廉价的耐磨材料，其拥有良好的耐磨性和硬度，且生产工艺简单，价格低廉，被广泛用作多种耐磨材料，但是低铬白口铸铁韧性低，在使用中往往存在使用寿命短的缺陷，限制了其应用。
技术实现要素：
3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其硬度高，韧性好，耐磨性能优异，在使用过程中，破碎率低，使用寿命长。
4.本发明提出的一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.05-3.68％、cr：4.2-4.9％、si：2.7-3.2％、cu：0.22-0.41％、mn：1.2-1.48％、b：0.035-0.049％、la+ce+yb：0.1-1％、al：0.05-0.12％、ti：0.026-0.033％、mo：0.25-0.39％、v：0.37-0.46％、zr：0.03-0.05％、p＜0.1％、s＜0.1％，余量为fe。
5.优选地，cu、mo、cr的质量百分比满足以下关系式：cu+mo+cr＝4.9-5.4％。
6.优选地，si、mn、cu、mo的质量百分比满足以下关系式：si+mn＝5
×
cu+4.2
×
mo+0.73％。
7.优选地，b、cu、mo的质量百分比满足以下关系式：3
×
b+mo≥cu。
8.优选地，la、ce、yb的质量百分比满足以下关系式：la＝2
×
ce，且la≥yb。
9.优选地，所述高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.1％、cr：4.5％、si：2.788％、cu：0.38％、mn：1.48％、b：0.035％、la：0.4％、ce：0.2％、yb：0.3％、al：0.07％、ti：0.031％、mo：0.39％、v：0.42％、zr：0.04％、p＜0.1％、s＜0.1％，余量为fe。
10.优选地，所述高韧性低铬白口铸铁磨段，经过下述热处理过程：将待处理件升温至650-700℃，保温30-60min，然后升温至960-980℃保温120-180min，空冷，升温至170-220℃保温20-60min，然后升温至250-300℃保温60-120min空冷；再升温至520-580℃保温10-30min，升温至600-730℃保温20-45min，空冷。
11.优选地，在升温的过程中，升温速度为8-13℃/min。
12.碳是决定铸铁硬度和冲击功的关键元素，碳含量高，则硬度高，但是比较脆，本发明所述高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分中，适当提高了c的含量，将其含量控制在3.05-3.68％，提高了磨段的硬度，同时添加了si、mn、mo、cu和cr，并使其满足关系式si+mn＝5
×
cu+4.2
×
mo+0.73％和cu+mo+cr＝4.9-5.4％，发挥各元素的协同作用，改善了材料的淬透性并增加了奥氏体的稳定性，推迟奥氏体的珠光体转变，热处理时促进马氏体的生成，
使材料的硬度和冲击功值都提高，使得到的组织中晶粒更加细小，改善了磨段的韧性，改善了c含量的增加引起的脆性大的缺陷；添加了si，并使其含量具体控制在2.7-3.2％，调控了体系中碳化物的形状和含量，使体系中的碳化物形核率增大，尺寸变得细小，碳化物含量增加，基体的硬度以及宏观硬度增加，磨损性能提高，同时在基体组织中能产生相变诱发效应，减少应力集中，有高的裂纹扩展能力，提高铸铁的耐磨性能；加入了b，并使b、cu、mo的质量百分比满足关系式3
×
b+mo≥cu，发挥协同作用，显著提高了铸铁的硬度，改善了磨段的耐磨性；稀土la、ce、yb加入体系中，且la、ce、yb的质量百分比满足关系式la＝2
×
ce，且la≥yb，改善了结晶组织，保证硬度的条件下提高了韧性，进而提高了磨段的使用寿命。
13.本发明所述高韧性低铬白口铸铁磨段，通过化学成分的优化，并将其进行了特殊的热处理过程，控制了热处理过程的温度和时间，使铸铁中的基体组织和碳化物均得以细化，碳化物呈孤立分布，补偿了其尖角效应对韧性造成的负面影响，使得到的磨段达到了硬度和韧性的良好配合，使其冲击韧性好，硬度高，使用寿命长。
具体实施方式
14.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
15.实施例1
16.本发明提出的一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.68％、cr：4.21％、si：2.7％、cu：0.41％、mn：1.256％、b：0.049％、la：0.04％、ce：0.02％、yb：0.04％、al：0.12％、ti：0.026％、mo：0.28％、v：0.46％、zr：0.03％、p：0.04％、s：0.04％，余量为fe。
17.实施例2
18.本发明提出的一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.05％、cr：4.21％、si：2.7％、cu：0.34％、mn：1.2％、b：0.035％、la：0.5％、ce：0.25％、yb：0.25％、al：0.05％、ti：0.033％、mo：0.35％、v：0.37％、zr：0.05％、p：0.05％、s：0.05％，余量为fe。
19.经过下述热处理过程：升温至700℃，保温30min，然后升温至980℃保温120min，空冷，升温至220℃保温20min，然后升温至270℃保温120min空冷；再升温至580℃保温10min，升温至730℃保温20min，空冷；在升温的过程中，升温速度为9℃/min。
20.实施例3
21.本发明提出的一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.12％、cr：4.59％、si：2.71％、cu：0.41％、mn：1.33％、b：0.04％、la：0.02％、ce：0.01％、yb：0.01％、al：0.07％、ti：0.03％、mo：0.3％、v：0.39％、zr：0.036％、p：0.01％、s：0.03％，余量为fe。
22.经过下述热处理过程：将待处理件升温至670℃，保温35min，然后升温至965℃保温130min，空冷，升温至170℃保温60min，然后升温至250℃保温60min空冷；再升温至560℃保温15min，升温至720℃保温30min，空冷；在升温的过程中，升温速度为13℃/min。
23.实施例4
24.本发明提出的一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.52％、cr：4.6％、si：2.706％、cu：0.41％、mn：1.25％、b：0.045％、la：0.04％、ce：0.02％、
yb：0.01％、al：0.11％、ti：0.029％、mo：0.28％、v：0.43％、zr：0.041％、p：0.08％、s：0.04％，余量为fe。
25.经过下述热处理过程：将待处理件升温至650℃，保温40min，然后升温至960℃保温150min，空冷，升温至180℃保温35min，然后升温至260℃保温80min空冷；再升温至530℃保温25min，升温至600℃保温45min，空冷；在升温的过程中，升温速度为12℃/min。
26.实施例5
27.本发明提出的一种高韧性低铬白口铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.1％、cr：4.5％、si：2.788％、cu：0.38％、mn：1.48％、b：0.035％、la：0.4％、ce：0.2％、yb：0.3％、al：0.07％、ti：0.031％、mo：0.39％、v：0.42％、zr：0.04％、p：0.03％、s：0.05％，余量为fe。
28.经过下述热处理过程：将待处理件升温至680℃，保温45min，然后升温至970℃保温120min，空冷，升温至180℃保温45min，然后升温至270℃保温80min空冷；再升温至550℃保温22min，升温至700℃保温35min，空冷；在升温的过程中，升温速度为10℃/min。
29.对比例1
30.与实施例5的不同仅在于：其化学成分按质量百分比包括：c：3.75％、cr：4.95％、si：2.5％、cu：0.45％、mn：1.1％、b：0.03％、la：0.5％、ce：0.3％、yb：0.3％、al：0.02％、ti：0.04％、mo：0.45％、v：0.5％、zr：0.06％、p：0.03％、s：0.05％，余量为fe。
31.对比例2
32.与实施例5的不同仅在于：其化学成分按质量百分比包括：c：3％、cr：4％、si：3.5％、cu：0.2％、mn：1.55％、b：0.05％、la：0.05％、ce：0.03％、yb：0.01％、al：0.15％、ti：0.02％、mo：0.2％、v：0.3％、zr：0.02％、p：0.03％、s：0.05％，余量为fe。
33.对比例3
34.与实施例5的不同仅在于：其化学成分按质量百分比包括：c：3.8％、cr：4.5％、si：2.788％、cu：0.38％、mn：1.6％、b：0.035％、la：0.4％、ce：0.2％、yb：0.3％、al：0.07％、ti：0.04％、mo：0.39％、v：0.42％、zr：0.04％、p：0.03％、s：0.05％，余量为fe。
35.对本发明实施例1-5以及对比例1-3的磨段进行性能检测，其中，用hbrvu-187.5型布洛维光学硬度计进行洛氏硬度测试；冲击试验用摆锤式冲击试验机测试；用mld-10型动载磨料磨损试验机进行耐磨性测试，其中，冲锤质量为10kg，磨损上试样每平方厘米冲击功为1j，磨损时间为1h，磨料为石英砂，石英砂流速为50公斤/h，下试样为45#钢；经测试可知，实施例1-5磨段的硬度≥59hrc，对比例1-3磨段的硬度为50-53hrc；实施例1-5磨段的冲击吸收能量≥3.9j，而对比例1-3磨段的冲击吸收能量为3.11-3.5j；实施例1-5磨段60min磨损失重≤0.1219g，而对比例1-3磨段60min磨损失重为0.2841-0.32g。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。