一種耐磨低合金鋼制造技術

本發明專利技術屬于合金鋼領域。主要適用于針織機耐磨零部件。其主要特征是它的化學成分（ｗｔ％）為：Ｃ１．２５～１．５５％，Ｍｎ０．３５～０．８５％，Ｃｒ１．４０～１．９０％，Ｖ０．１～０．６％，Ｒｅ０．１～０．３％，Ｓｉ＜０．３５％，余為Ｆｅ。最終金相組織為：隱針狀回火馬氏體基體＋碳化物＋殘余奧氏體。該鋼不僅具有較高的硬度，而且具有較好的韌性，同時，鑄造性能好，鑄件成品率高。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術屬于合金鋼領域。主要用作針織機耐磨材料。針織機走針凸輪的耐磨性和綜合經濟性是評定針織機優劣的主要標志之一。國內外，長期使用W18Cr4V鋼、GCr15鋼、Cr12Mo鋼等作為針織機走針凸輪的材料。其中，W18Cr4V和Cr12Mo鋼含貴重的W、Cr元素達12～22%，且需要高溫加熱淬火，能耗大，熱處理工藝較復雜;而GCr15鋼用作走針凸輪材料時，耐磨性較差，使用壽命短(《合金鋼鋼種手冊》第二冊、第三冊，冶金工業出版社，1983年)。瑞士專利CH660884提供一種耐磨低合金鋼，用于制造紡織起絨機上的配件。由于該鋼的碳鉻含量偏低，且硬度較差，將導致較差的耐磨性，故不宜用作針織機走針凸輪材料。本專利技術的目的在于提供一種耐磨性能優異的耐磨低合金鋼。象針織機走針凸輪之類的零部件，其磨損形式是另一鋼性零部件(如鋼針)對它造成的小能量的持續的沖擊磨損和粘著磨損。為了確保這類凸輪具有良好的耐磨性能，凸輪本身應具有足夠高的硬度和韌性，兩者必須兼顧，實踐證明單純的高硬度并不能達到提高凸輪耐磨性能的目的，需要的是硬度與韌性的良好配合，以及材料本身具有適宜的金相顯微組織。同時，出于節材、節能等經濟合理性的要求，應盡量減少合金元素的含量，并避免采用高溫熱處理，以降低能耗。基于上述理由，本專利技術耐磨低合金鋼的化學成分(Wt%)為C 1.25～1.55%，Mn 0.35～0.85%，Cr 1.40～1.90%，V 0.1～0.6%，RE 0.1～0.3%，Si＜0.35%，余為Fe。在上述化學成分中，碳是通常鋼中所采用的最廉價的強化元素。碳在鋼中主要以固溶或生成碳化物的形式存在。碳在α鐵中的固溶量是有限的，過高的碳量并不能有效地提高鋼的硬度，反而會增加鋼的脆性，因此，在本專利技術中，碳以1.25～1.55%為宜。鉻與鐵能形成連續固溶體，并能與碳(鐵)形成多種碳化物。鋼中加入一定量的鉻，能提高硬度和強度，隨著鉻含量的增加，鋼的抗拉強度和硬度也顯著上升，因此，鉻是耐磨鋼中常采用的化學元素。但加入過多的鉻，在經濟上是不合理的。故本專利技術的鉻含量控制在1.40～1.90%。釩和碳有極強的親和力，它在鋼中主要以碳化物形態存在。釩在鋼中的主要作用是細化組織和晶粒，提高鋼的強度和韌性;釩的碳化物具有極高的硬度和耐磨性。在本專利技術中，其含量為0.1～0.6%。本專利技術中加入稀土的目的一是改善鋼的鑄造性能，增加鋼液的流動性，并改善鋼錠或鑄件的表面質量，提高鑄件成品率;二是提高鋼的塑性和韌性，因為稀土具有脫氧、脫硫、脫氣，減少夾雜物的作用，因此，可改善鋼的塑性和韌性，另一方面，稀土元素的硫化物、氧化物及其它化合物在鋼液凝固過程中，都是結晶核心，故有效地細化了晶粒及鋼的組織，這也有利于提高鋼的塑性和韌性。因為除了足夠高的硬度外，具有良好的韌性，也是提高針織機凸輪耐磨性能的重要條件，這正是本專利技術加入稀土的主要目的之一。本專利技術經冶煉爐熔煉后，鋼水可澆鑄成鋼錠，再鍛造或軋制成材;鋼水也可直接澆鑄成鑄件，提供使用。最終熱處理制度淬火溫度820～880℃，油冷，硬度達HRC 63～66;回火溫度140～200℃，空冷，硬度HRC為62～65。最終金相組織為隱針狀回火馬氏體基體+碳化物+殘余奧氏體。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點(1)不僅具有較高的硬度，而且還具有較好的韌性，故耐磨性能好。(2)最終熱處理溫度低，可以節約能源。(3)鑄造性能好，鑄件成品率高。實施例根據本專利技術所述的化學成分范圍，在普通感應爐上冶煉了4爐本專利技術鋼。為了對比，同時同一設備還冶煉了一爐不含稀土的、其它成分與本專利技術一致的對比例鋼號;另外，還分別冶煉了一爐W18Cr4V鋼和一爐GCr15鋼。其具體化學成分如表1所示。7爐鋼冶煉后，一部分鋼水澆鑄成鑄錠，一部分鋼水直接澆鑄成鑄坯，鋼錠隨后鍛造成坯。將鑄坯和鍛坯進行退火，再加工成試樣，然后進行淬火和回火熱處理，其熱處理制度如有2所示。對經熱處理并磨制的鑄、鍛試樣進行磨痕寬度試驗和硬度試驗，試驗結果如表3所示。另外，還測試了鑄件成品率和鑄件晶粒度，其結果如表4所示。磨痕寬度是在環-板磨損試驗機上試驗測試的。表1實施例及對比例的化學成分(Wt%) 表2實施例及對比例熱處理制度 表4實施例與對比例鑄造性能及晶粒度權利要求1.一種耐磨低合金鋼，其特征在于化學成分(Wt%)為C1.25～1.55%，Mn0.35～0.85%，Cr1.40～1.90%，V0.1～0.6%，RE0.1～0.3%，余為Fe。2.根據權利要求所述的低合金鋼，其特征在于化學成分(Wt%)中，Si＜0.35%。全文摘要本專利技術屬于合金鋼領域。主要適用于針織機耐磨零部件。其主要特征是它的化學成分(wt％)為C1.25～1.55％，Mn0.35～0.85％，Cr1.40～1.90％，V0.1～0.6％，Re0.1～0.3％，Si＜0.35％，余為Fe。最終金相組織為隱針狀回火馬氏體基體+碳化物+殘余奧氏體。該鋼不僅具有較高的硬度，而且具有較好的韌性，同時，鑄造性能好，鑄件成品率高。文檔編號C01F17/00GK1085261SQ9310996公開日1994年4月13日 申請日期1993年8月21日 優先權日1993年8月21日專利技術者朱維翰, 張清, 蔣鎬初, 夏放 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐磨低合金鋼，其特征在于化學成分（Ｗｔ％）為：Ｃ１．２５～１．５５％，Ｍｎ０．３５～０．８５％，Ｃｒ１．４０～１．９０％，Ｖ０．１～０．６％，ＲＥ０．１～０．３％，余為Ｆｅ。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱維翰，張清，蔣鎬初，夏放，
申請(專利權)人：冶金工業部鋼鐵研究總院，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]