本发明涉及一种合金钢及其制备方法。
背景技术：
合金钢已有一百多年的历史了。工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。当时由于钢的生产量和使用量不断增大，机械制造业需要解决钢的加工切削问题，1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5%Mn-7%W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。随着商业和运输的发展,1870年在美国用铬钢(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为 158.5米的大桥；由于加工构件时发生困难,稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁。与此同时,一些国家还将镍钢用于修造军舰。随着工程技术的发展，要求加快机械的转动速度，1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢，进一步把切削速度提高到30米/分。可见合金钢的问世和发展，是适应了社会生产力发展的要求，特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。
20世纪20年代以后，由于电弧炉炼钢法被推广使用，为合金钢的大量生产创造了有利条件。化学工业和动力工业的发展，又促进了合金钢品种的扩大，于是不锈钢和耐热钢在这段期间问世了。1920年德国人毛雷尔 (E.Maurer) 发明了18-8型不锈耐酸钢，1929年在美国出现了Fe-Cr-Al电阻丝，到1939年德国在动力工业开始使用奥氏体耐热钢。第二次世界大战以后至60年代，主要是发展高强度钢和超高强度钢的时代，由于航空工业和火箭技术发展的需要，出现了许多高强度钢和超高强度钢新钢种，如沉淀硬化型高强度不锈钢和各种低合金高强度钢等是其代表性的钢种。60年代以后，许多冶金新技术，特别是炉外精炼技术被普遍采用，合金钢开始向高纯度、高精度和超低碳的方向发展，又出现了马氏体时效钢、超纯铁素体不锈钢等新钢种。国际上使用的有上千个合金钢钢号，数万个规格，合金钢的产量约占钢总产量的10%，是国民经济建设和国防建设大量使用的重要金属材料。然后，目前市面上的合金钢强度不足。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种强度高的合金钢及其制备方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种合金钢，包括以下重量份数配比的原料：铁粉100-102份、铬5-7份、锰4-6份、钡1-3份、锶4-6份、铽1-3份、镝1-3份、钬4-6份、氮化钛粉1-3份、立方氮化硼微粉7-9份、硼化锆1-3份、碳化铪2-4份、碳化硅1-3份、碳化铌1-3份和碳化锆2-4份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：铁粉102份、铬5份、锰4份、钡1份、锶4份、铽1份、镝1份、钬4份、氮化钛粉1份、立方氮化硼微粉7份、硼化锆1份、碳化铪2份、碳化硅1份、碳化铌1份和碳化锆2份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：铁粉100份、铬7份、锰6份、钡3份、锶6份、铽3份、镝3份、钬6份、氮化钛粉3份、立方氮化硼微粉9份、硼化锆3份、碳化铪4份、碳化硅3份、碳化铌3份和碳化锆4份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：铁粉101份、铬6份、锰5份、钡2份、锶5份、铽2份、镝2份、钬5份、氮化钛粉2份、立方氮化硼微粉8份、硼化锆2份、碳化铪3份、碳化硅2份、碳化铌2份和碳化锆3份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种合金钢的制备方法，包括以下步骤：
1）将铁粉100-102份、铬5-7份、锰4-6份、钡1-3份、锶4-6份、铽1-3份、镝1-3份和钬4-6份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至800℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将氮化钛粉1-3份、立方氮化硼微粉7-9份、硼化锆1-3份、碳化铪2-4份、碳化硅1-3份、碳化铌1-3份和碳化锆2-4份加入到步骤1）制得的液体金属中，加热15分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得合金钢。
本发明的有益效果是：通过添加有铽、镝、钬等稀土元素对铁进行改性，使得铁的相结构和微观组织都发生很大的变化，并且添加了氮化钛粉、立方氮化硼微粉、硼化锆、碳化铪、碳化硅、碳化铌和碳化锆进行进一步加强，使得成品具有优秀的强度。
具体实施方式
实施例1：
一种合金钢，包括以下重量份数配比的原料：铁粉102份、铬5份、锰4份、钡1份、锶4份、铽1份、镝1份、钬4份、氮化钛粉1份、立方氮化硼微粉7份、硼化锆1份、碳化铪2份、碳化硅1份、碳化铌1份和碳化锆2份。
一种合金钢的制备方法包括以下步骤：
1）将铁粉102份、铬5份、锰4份、钡1份、锶4份、铽1份、镝1份和钬4份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至800℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将氮化钛粉1份、立方氮化硼微粉7份、硼化锆1份、碳化铪2份、碳化硅1份、碳化铌1份和碳化锆2份加入到步骤1）制得的液体金属中，加热15分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得合金钢。
实施例2：
一种合金钢，包括以下重量份数配比的原料：铁粉100份、铬7份、锰6份、钡3份、锶6份、铽3份、镝3份、钬6份、氮化钛粉3份、立方氮化硼微粉9份、硼化锆3份、碳化铪4份、碳化硅3份、碳化铌3份和碳化锆4份。
一种合金钢的制备方法，包括以下步骤：
1）将铁粉100份、铬7份、锰6份、钡3份、锶6份、铽3份、镝3份和钬6份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至800℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将氮化钛粉3份、立方氮化硼微粉9份、硼化锆3份、碳化铪4份、碳化硅3份、碳化铌3份和碳化锆4份加入到步骤1）制得的液体金属中，加热15分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得合金钢。
实施例3：
一种合金钢，包括以下重量份数配比的原料：铁粉101份、铬6份、锰5份、钡2份、锶5份、铽2份、镝2份、钬5份、氮化钛粉2份、立方氮化硼微粉8份、硼化锆2份、碳化铪3份、碳化硅2份、碳化铌2份和碳化锆3份。
一种合金钢的制备方法，包括以下步骤：
1）将铁粉101份、铬6份、锰5份、钡2份、锶5份、铽2份、镝2份和钬5份一起倒入到金属熔炼炉中，然后加热至800℃，待所有原料完全熔化后进行搅拌，制得液体金属，备用；
2）将氮化钛粉2份、立方氮化硼微粉8份、硼化锆2份、碳化铪3份、碳化硅2份、碳化铌2份和碳化锆3份加入到步骤1）制得的液体金属中，加热15分钟，充分搅拌，制得混合液体金属，备用；
3）将步骤2）制得的混合液体金属倒入到压铸机中进行压铸，即得合金钢。
实验例
将本发明的合金钢作为实验组，现有的合金钢作为对照组进行对照实验，具体结果如下表所示：
通过对2组实验进行检查，本发明的合金钢与现有的普通的合金钢相比强度高，耐腐蚀性能优秀。
本发明的有益效果是：通过添加有铽、镝、钬等稀土元素对铁进行改性，使得铁的相结构和微观组织都发生很大的变化，并且添加了氮化钛粉、立方氮化硼微粉、硼化锆、碳化铪、碳化硅、碳化铌和碳化锆进行进一步加强，使得成品具有优秀的强度。
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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。