1.本发明涉及耐磨材料技术领域，尤其涉及一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段及其热处理方法。
背景技术：
2.磨段作为一种研磨体，被广泛应用于矿山、火电、水泥及冶金等工业基础行业，市场年需求量较大。低铬铸铁是一种价廉的耐磨材料，可以被用于制作磨段，但是目前市场上的磨段质量欠佳，在使用过程中容易出现破碎、变形的现象，不仅使工作效率降低，而且还造成了大量的能源和材料的消耗。因此，提高磨段的综合性能，减少磨损，延长其使用寿命是目前亟待解决的问题。
技术实现要素：
3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段及其热处理方法，所述热处理方法简单，得到的磨段硬度高，冲击韧性好，耐磨性能优异，使用寿命长。
4.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：2.2-3.4％、si：0.5-1.1％、cr：1.5-2.9％、mn：0.7-1.4％、cu：0.45-0.55％、b：0.01-0.1％、y：0.1-0.3％、nb：0.05-0.12％、ti：0.04-0.07％、mo：0.28-0.37％、v：0.18-0.23％、w：0.01-0.05％、p＜0.1％、s＜0.1％，余量为fe。
5.优选地，其化学成分中，c、cr的质量百分比满足以下关系式：c/cr＝1.4-1.7。
6.优选地，其化学成分中，mo、cr、mn的质量百分比满足以下关系式：2
×
mo+cr+mn＝3.3-4.2％。
7.优选地，所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：2.4％、si：0.7％、cr：1.6％、mn：1.3％、cu：0.53％、b：0.03％、y：0.22％、nb：0.09％、ti：0.046％、mo：0.32％、v：0.21％、w：0.025％、p＜0.1％、s＜0.1％，余量为fe。
8.优选地，所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.1％、si：1％、cr：1.85％、mn：0.98％、cu：0.46％、b：0.07％、y：0.12％、nb：0.06％、ti：0.062％、mo：0.35％、v：0.19％、w：0.03％、p＜0.1％、s＜0.1％，余量为fe。
9.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至940-965℃保温30-60min，空冷，然后再加热至170-200℃保温20-60min，再加热至220-235℃，保温30-60min，再加热至t℃保温60-120min，空冷；其中，t＝t1+1500
×wc-1100
×wsi
，wc、w
si
分别为c、si的质量百分比，t1＝238-255。
10.本发明所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分中，加入了mo、cr和mn，并控制mo、cr、mn的质量百分比满足关系式2
×
mo+cr+mn＝3.3-4.2％，降低了回火脆性，提高了冲击韧性；加入了w、v和ti，并具体控制了三者的含量，使其发挥协同作用，使高温奥氏体向更细的组织结构转变，提高耐磨性，同时加入了适量的y、nb和b，改善了磨段的组织和形貌，
进一步使硬度和韧性进行了统一；随着含碳量的增高，铸铁的硬度升高，冲击韧性下降，随着回火温度的升高，硬度降低，冲击韧性提高，本发明中，在热处理过程中，采用了阶梯升温的方式，并具体控制了最终回火的温度，使其满足关系式t＝t1+1500
×wc-1100
×wsi
，wc、w
si
分别为c、si的质量百分比，t1＝238-255，使所得磨段能够获得良好的韧性与硬度的结合。
11.本发明所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段，通过化学成分的优化，并将其进行了特殊的热处理过程，在热处理过程中，采用了阶梯升温的方式，并控制了热处理过程的温度和时间，细化了铸铁的基体组织和碳化物，使得到的磨段达到了硬度和韧性的良好配合，冲击韧性好，硬度高，耐磨损，使用寿命长。
具体实施方式
12.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
13.实施例1
14.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.4％、si：0.5％、cr：2％、mn：0.7％、cu：0.5％、b：0.07％、y：0.1％、nb：0.08％、ti：0.04％、mo：0.3％、v：0.18％、w：0.03％、p：0.04％、s：0.05％，余量为fe。
15.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至940℃保温60min，空冷，然后再加热至170℃保温60min，再加热至220℃，保温60min，再加热至t℃保温60min，空冷；其中，t＝t1+1500
×wc-1100
×wsi
，wc、w
si
分别为c、si的质量百分比，t＝t1+1500
×
3.4％-1100
×
0.5％＝t1+1500
×
0.034-1100
×
0.005＝t1+51-5.5＝t1+45.5，t1＝238.5，t＝284。
16.实施例2
17.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：2.2％、si：1.1％、cr：1.5％、mn：1.4％、cu：0.45％、b：0.1％、y：0.17％、nb：0.12％、ti：0.07％、mo：0.37％、v：0.23％、w：0.05％、p：0.03％、s：0.03％，余量为fe。
18.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至965℃保温30min，空冷，然后再加热至200℃保温20min，再加热至235℃，保温30min，再加热至275℃保温120min，空冷。
19.实施例3
20.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.4％、si：1％、cr：2.415％、mn：1.225％、cu：0.55％、b：0.01％、y：0.3％、nb：0.05％、ti：0.06％、mo：0.28％、v：0.21％、w：0.01％、p：0.08％、s：0.06％，余量为fe。
21.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至945℃保温30min，空冷，然后再加热至180℃保温45min，再加热至220℃，保温60min，再加热至278℃保温90min，空冷。
22.实施例4
23.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.2％、si：1％、cr：2.2％、mn：1.2％、cu：0.49％、b：0.03％、y：0.29％、nb：0.11％、ti：0.05％、mo：0.33％、v：0.195％、w：0.042％、p：0.09％、s：0.06％，余量为fe。
24.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步
骤：加热至960℃保温30min，空冷，然后再加热至195℃保温30min，再加热至230℃，保温30min，再加热至277℃保温90min，空冷。
25.实施例5
26.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3％、si：1％、cr：2％、mn：0.8％、cu：0.52％、b：0.09％、y：0.17％、nb：0.09％、ti：0.048％、mo：0.31％、v：0.203％、w：0.019％、p：0.06％、s：0.06％，余量为fe。
27.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至945℃保温60min，空冷，然后再加热至180℃保温60min，再加热至225℃，保温60min，再加热至285℃保温60min，空冷。
28.实施例6
29.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：3.1％、si：1％、cr：1.85％、mn：0.98％、cu：0.46％、b：0.07％、y：0.12％、nb：0.06％、ti：0.062％、mo：0.35％、v：0.19％、w：0.03％、p：0.05％、s：0.04％，余量为fe。
30.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至960℃保温30min，空冷，然后再加热至190℃保温30min，再加热至235℃，保温30min，再加热至274℃保温100min，空冷。
31.实施例7
32.本发明提出的一种含硼和稀土的低铬铸铁磨段，其化学成分按质量百分比包括：c：2.4％、si：0.7％、cr：1.6％、mn：1.3％、cu：0.53％、b：0.03％、y：0.22％、nb：0.09％、ti：0.046％、mo：0.32％、v：0.21％、w：0.025％、p：0.03％、s：0.02％，余量为fe。
33.本发明还提出的一种所述含硼和稀土的低铬铸铁磨段的热处理方法，包括以下步骤：加热至945℃保温45min，空冷，然后再加热至180℃保温45min，再加热至220℃，保温60min，再加热至283℃保温60min，空冷。
34.对本发明实施例1-7的磨段进行性能检测，其中，选用hbrvu-187.5型布洛维光学硬度计进行洛氏硬度测试；冲击试验选用摆锤式冲击试验机测试；选用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1-7磨段的硬度均≥58hrc，冲击吸收能量均≥4.3j，60min磨损失重均≤0.1108g。
35.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。