一种金属材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种金属材料及其制备方法，所述金属材料按重量百分含量包括如下组分：C1.6?2.6％，B0.2?0.8％，Mn0.3?1.2％，Cr12?23％，Sn0.8?2.3％，Al0.7?1.5％，Ti0.1?0.8％，Bi0.4?1.0％，Ce1.0?1.5％，Cu0.2?1.0％其余为Fe。所述金属材料具有优异的机械性能、耐磨性、耐蚀性、耐寒性、耐热性和流动性，其硬度可达HV670，强度可达635MPa，并且具有优异的韧性、塑性、刚度和耐磨性，另外所述金属材料的质地紧密，品质好，可广泛用于金属材料领域。
【专利说明】
一种金属材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种金属材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前的金属材料中合金金属材料运用的更为广泛，一般的金属材料中基本上是由 C、B、Fe等元素组成。这些金属材料可以满足一般工业需求，但是在一些对金属材料的性能 要求较高的领域而言，常规的金属材料还远远无法满足需求。我国的稀土资源位居世界前 沿，稀土元素由于其自身特有的性能，将其渗入到钢铁中能够很好的提高钢铁的性能，因 此，目前稀土在冶金工业方面的研究开始比较深入。但是，稀土元素一般价格比较昂贵，其 加入的量及与那些组分组合都还是一个需要进一步研究的目标。
[0003] CN 104178703A公开了一种金属材料，其各个组成部分所占百分比为：(：：0.2-2.4% ,B :0.3-1.3% ,Mn:0.9-2.0% ,Ni：1.0-10% ,Cr :15-25% ,Cu ： 0.8-2.3 % ,ΑΙ: 0.1-1.0%，1^:0.1-0.8%，511:0.8%-1.5%;稀土元素中的〇6、1^中的至少一种 :0.6-1.7%，其 余为Fe。但是该金属材料的性能还不能满足实际的需要。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属材料及其制备方法， 所述金属材料具有优异的机械性能、耐磨性、耐蚀性、耐寒性、耐热性和流动性，并且质地紧 密，品质尚。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 本发明提供了一种金属材料，所述金属材料按重量百分含量包括如下组分：
[0009] 所述金属材料中，C的重量百分含量为1.6-2.6%，如1.7%、1.8%、2.0%、2.2%、 2.4%或2.5%等;B的重量百分含量为0.2-0.8%，如0.3%、0.5%、0.6%或0.7%等;Μη的重 量百分含量为0.3-1.2%，如0.5%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%或1.1 %等;Cr的重量百分含 量为12-23%，如13%、15%、16%、17%、18%、19%或22% 等；Sn的重量百分含量为0.8-2.3%，如0.9%、1.0%、1.2%、1.3%、1.5%、1.7%、1.9%或2.1 %等;A1的重量百分含量为 0.7-1.5%，如0.8%、0.9%、1.0%、1.2%、1.3%或1.4%等；11的重量百分含量为0.1-0.8%，如0.2%、0.3%、0.5%、0.6%或0.7%等;81的重量百分含量为0.4-1.0%，如0.5%、 0.6%、0.8%或0.9%等;Ce的重量百分含量为1.0-1.5%，如1.1%、1.2%、1.3%或1.4% 等，Cu的重量百分含量为0.2-1.0%，如0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%或0.9%等，其余 为Fe。
[0010] 本发明提供的金属材料中的Bi提高了材料的抗拉强度和硬度，减小了金属材料晶 粒的平均尺寸，起到一定细化晶粒的作用；
[0011] Sn在所述金属材料中起到变质剂的作用，从而使金属材料的晶粒细化，钪的加入 能够提高所述金属材料的力学性能、焊接性能和耐蚀性能；
[0012] Μη可以提高材料的韧性、强度、硬度和耐磨性、淬透性，改善金属材料的热加工性 能；
[0013] Cr可以提高金属材料的强度、硬度和耐磨性；
[0014] Cu可以增强金属材料的韧性，同时还可以降低成型加工时的有效压力，并且比较 廉价；
[0015] A1可以减轻金属材料的重量，并增加硬度和强度；
[0016] Ti可以起到细化金属材料的铸造组织和焊缝组织的作用；
[0017] 本发明中尽管没有加入S、P，但是原材料中也会带入S、P，这两种元素属于有害物 质，而稀土金属Ce由于其高活泼性，能够脱去金属液中的S、P等有害物质，起到净化金属液 的作用，控制硫化物及其他化合物形态，起到变质、细化晶粒和强化作用，同时还可以显著 的提高金属材料的韧性、耐磨性、抗腐蚀性，并且还能改善金属材料的焊接能力和低温性 能，因此本发明中加入了适量的稀土元素 Ce。
[0018]作为优选的技术方案，所述金属材料按重量百分含量包括如下组分：
[0021]作为优选的技术方案，所述金属材料按重量百分含量包括如下组分：
[0023]作为优选的技术方案，所述金属材料按重量百分含量包括如下组分：
[0026]另一方面，本发明提供了一种如上所述的金属材料的制备方法，所述制备方法为： 将配方量的各组分投入中熔炼炉子中加热熔化后进行浇注，冷却，放入保温箱内冷却至室 温，最后进行回火处理，即得到金属材料。
[0027] 所述加热熔化的温度为1570-1600°C，优选为1595°C。
[0028] 所述冷却的温度为920-950°C，优选为935°C。
[0029] 所述回火处理的温度为400-430°C，优选为415°C。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0031] 本发明提供的金属材料中铬元素相互配合、协同发挥作用，具有优异的机械性能、 耐磨性、耐蚀性、耐寒性、耐热性和流动性，其硬度可达HV670,强度可达635MPa，并且具有优 异的韧性、塑性、刚度和耐磨性，另外所述金属材料质地紧密，品质高。
【具体实施方式】
[0032] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0033] 实施例1:
[0034] -种金属材料按重量百分含量包括如下组分：
[0035] C1.6% ,B0.2%,Mn0.3% ,Crl2% ,Sn0.8% ,A10.7% ,TiO. 1% ,Bi0.4% ,Cel.O% , Cu0.2% ,
[0036] 其余为Fe。
[0037] 所述金属材料的制备方法为:按将配方量各组分投入中熔炼炉子中加热熔化，熔 化后在1570-1600 °C下进行浇注，冷却至920-950 °C后放入保温箱内冷却至室温，最后在400 °C~430°C进行回火处理。
[0038] 实施例2:
[0039] -种金属材料按重量百分含量包括如下组分：
[0040] C2.6% ,B0.8%,Mnl.2% ,Cr23% ,Sn2.3% ,ΑΙΙ .5% ,Ti0.8% ,Bil .0% ,Cel.5% , Cul.O%其余为Fe。
[0041 ]所述金属材料的制备方法与实施例1相同。
[0042] 实施例3
[0043] C2.1%，Β0·5%，Μη0·8%，Crl6%，Snl.7%，A11.0%，Ti0.6%，Bi0.5%，Cel.3%， Cu0.7%其余为Fe。
[0044] 所述金属材料的制备方法与实施例1相同。
[0045] 实施例4
[0046] C1.8% ,B0.5%,Mn0.9% ,Crl9% ,Snl .9% ,ΑΙΙ .2% ,Ti0.3% ,Bi0.5% ,Cel.O% , Cu0.8%其余为Fe。
[0047] 所述金属材料的制备方法与实施例1相同。
[0048] 对比例1-2
[0049] 所述对比例1-2为CN 104178703A中的实施例1和2。
[0050] 对比例3
[00511除不含有Bi外，其余与实施例3相同。
[0052] 对比例4
[0053]除不含有Sn外，其余与实施例3相同。
[0054] 对比例5
[0055] 除将Ce替换为La外，其余与实施例3相同。
[0056] 对实施例1-4及对比例1-5得到的金属材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
[0057] 表 1
[0059]
【申请人】声明，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局 限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭 露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种金属材料，其特征在于:所述金属材料按重量百分含量包括如下组分： C 1.6-2.6%, B 0,2-0.8%， Μη 0.3-1.2%, 货 12-23%, Sn 0.8-2.3%, Λ1 0.7-1.5%， Ti 0.1-化8%， Bi 0.4-1.0%, Ce 1.0-1.5%, 如 0.2-1.0%， 其余为Fe。2. 根据权利要求1所述的一种金属材料，其特征在于:所述金属材料按重量百分含量包 括如下组分： € 1.9-2.2%, 技 0.5-0.7%, Mil 0.5-1.0%， Cr 15-20%, 細 1.2-2.0%, A1 1.0-1.3%, Τι 0.3-0.6%， 啟 0.5-0.8%， Ce 1.2-1.4%, Cu 03-0.8%, 其余为化。3. 根据权利要求1或2所述的一种金属材料，其特征在于:所述金属材料按重量百分含 量包括如下组分： C 2.1%, B 0 5%, Μη 0.8%， Cr 16%, 細 1.7%， A1 1.0%, Ti 0.6%， 技 i 0.5%, 份 1.3%， Cu 0 7%, 其余为巧。4. 根据权利要求1-3之一所述的一种金属材料，其特征在于:所述金属材料按重量百分 含量包括如下组分： C 1 S%. B 0.5%. Μη ()乃％， Cr 19%, 組 1.9%, A1 1.2%, 巧 0.3%， Bi 0 5%. Ce 1.0%, Cu OS%， 其余为Fe。5. 根据权利要求1-4之一所述的一种金属材料的制备方法，其特征在于:所述制备方法 为:将配方量的各组分投入中烙炼炉子中加热烙化后进行诱注，冷却，放入保溫箱内冷却至 室溫，最后进行回火处理，即得到金属材料。6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:所述加热烙化的溫度为1570-1600°C， 优选为1595 °C。7. 根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于:所述冷却的溫度为920-950°C，优 选为935°C。8. 根据权利要求5-7之一所述的制备方法，其特征在于：所述回火处理的溫度为400- 430°(：，优选为415°(：。
【文档编号】C22C38/36GK105970111SQ201610343005
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】徐德生
【申请人】无锡市嘉邦电力管道厂