一种高强度特种钢合金及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及钢合金技术领域，具体涉及一种高强度特种钢合金及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]合金钢，合金钢也叫特种钢。在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种不同的特殊性能。随着生产力的不断发展，工业用特种钢合金的使用需求不断提高，现有的特种钢合金已渐渐无法满足市场的使用需求。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种高强度特种钢合金及其制备工艺。
[0004]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
一种高强度特种钢合金及其制备工艺，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成:碳 0.5?0.88%、石圭 0.15?0.68%、锰 0.65?I.55%、钨0.08?0.12%、钼0.08?0.12%、钒0.08?0.12%、钛0.08?0.12%、钴0.08?0.12%、铬 0.09?0.22%、镍 0.08?0.12%和余量为铁。
[0005]进一步地，包括如下步骤:
51、称取碳0.5?0.88%、石圭 0.15?0.68%、锰 0.65?I.55%、钨0.08?0.12%、钼0.08?0.12%、钒0.08?0.12%、钛0.08?0.12%、钴0.08?0.12%、铬 0.09?0.22%、镍 0.08?0.12%和余量为铁，混合之后投入真空冶炼转炉中进行冶炼，得到合金钢坯料；
52、将步骤SI中得到的合金钢坯料放置连铸机上进行连铸操作，得到合金钢型材；
53、将步骤SI所得的合金钢型材经过热处理之后，热送乳制机内，进行热乳和精细热乳操作，得到特种钢合金成品；
54、将步骤S3所得的特种钢合金经过退火处理之后，冷却至室温，通过检验、包装入库。
[0006]进一步地，所述步骤SI中冶炼温度1000?1300°C，熔炼时间为I?3小时，冶炼炉工作压力为0.8O?0.85MPa0
[0007]进一步地，所述步骤S2中连铸温度为100?800°C。
[0008]进一步地，所述步骤S3中热乳温度为800°C?900°C，时间为I?2h，精细热乳温度为600°C?800°C，时间为0.5?Ih。
[0009]进一步地，所述步骤S4退火处理温度为500?650°C，然后空气冷却至室温，退火时间I小时。
[0010]高强度高韧性合金钢中各重量百分比的化学成分作用:
碳(C):钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
[0011]硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0 — 1.2%的硅，强度可提高15 — 20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅I 一4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。
[0012]锰(Mn):在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11 一14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
[0013]钨(W):钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
[0014]钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于淬火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
[0015 ] f凡(V):1凡是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5 %的I凡可细化组织晶粒，提尚强度和韦刃性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
[0016]钴(Co):钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
[0017]镍(Ni):镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍络钢。
[0018]铬(Cr):在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
[0019]本发明通过在以铁为基的铁基合金中添加钨、钼、钒、钛以及钴等金属元素，具有高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性强的特点。
【具体实施方式】
[0020]
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]本发明包括由以下重量份的原料制备而成:由以下重量百分比的化学成分制备而成:
碳 0.5?0.88%、石圭 0.15?0.68%、锰 0.65?I.55%、钨0.08?0.12%、钼0.08?0.12%、钒0.08?0.12%、钛0.08?0.12%、钴0.08?0.12%、铬 0.09?0.22%、镍 0.08?0.12%和余量为铁。
[0022]—种高强度特种钢合金及其制备工艺，包括如下步骤:
51、称取碳0.5?0.88%、石圭 0.15?0.68%、锰 0.65?I.55%、钨0.08?0.12%、钼0.08?
0.12%、钒0.08?0.12%、钛0.08?0.12%、钴0.08?0.12%、铬 0.09?0.22%、镍 0.08?0.12%和余量为铁，混合之后投入真空冶炼转炉中进行冶炼，得到合金钢坯料；
52、将步骤SI中得到的合金钢坯料放置连铸机上进行连铸操作，得到合金钢型材； 53、将步骤SI所得的合金钢型材经过热处理之后，热送乳制机内，进行热乳和精细热乳操作，得到特种钢合金成品；
54、将步骤S3所得的特种钢合金经过退火处理之后，冷却至室温，通过检验、包装入库。
[0023]所述步骤SI中冶炼温度1000?1300°C，熔炼时间为I?3小时，冶炼炉工作压力为0.80?0.85MPa。
[0024]所述步骤S2中连铸温度为100?800°C。