一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法。所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5‑10%、硅2‑5%、白铜5‑8%、氯化锰4‑8%、四针状氧化锌晶须3‑7%、玻璃纤维3‑7%、钽2‑5%、镉3‑6%、铋2‑7%、铅1‑3%、镍2‑4%，余量的铁。本发明专利技术的合金钢通过碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁制备而成，其机械强度高，耐磨性能好，韧性高，经测试其屈服强度为1400‑1455MPa，拉伸强度为1985‑2038MPa，冲击韧性为30.5‑32.3J/cm

A High Toughness and Wear Resistance Alloy Steel and Its Preparation Method

The invention discloses a high toughness and wear resistant alloy steel and a preparation method thereof. The high toughness wear-resistant alloy steel comprises the following raw materials: carbon 5 10%, silicon 2 5%, White Copper 5 8%, manganese chloride 4 8%, tetrapod-like zinc oxide whisker 3 7%, glass fiber 3 7%, tantalum 2 5%, cadmium 3 6%, bismuth 2 7%, lead 1 3%, nickel 2 4%, and the remaining amount of iron. The alloy steel of the invention is prepared by carbon, silicon, white copper, manganese chloride, tetrapod-like zinc oxide whisker, glass fiber, tantalum, cadmium, bismuth, lead, nickel and iron. The alloy steel has high mechanical strength, good wear resistance and high toughness. Its yield strength is 1400 MPa, tensile strength is 1985 MPa, impact toughness is 30.5 32.3J/cm.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法
本专利技术涉及一种合金钢，具体是一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法。
技术介绍
合金钢是指在钢里除加入铁、碳外，还加入其他的合金元素，合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。目前，合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。但是现有的合金钢组分复杂，配比不科学，导致合金钢存在耐磨性能差、韧性较低、强度较低等缺点，影响成品的整体性能，限制了其使用范围。因此，本专利技术提供一种韧性高且耐磨性能好的合金钢及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高韧性耐磨损合金钢，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5-10%、硅2-5%、白铜5-8%、氯化锰4-8%、四针状氧化锌晶须3-7%、玻璃纤维3-7%、钽2-5%、镉3-6%、铋2-7%、铅1-3%、镍2-4%，余量的铁。作为本专利技术进一步的方案：所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳6-9%、硅3-4%、白铜6-7%、氯化锰5-7%、四针状氧化锌晶须4-6%、玻璃纤维4-6%、钽3-4%、镉4-5%、铋3-6%、铅2-3%、镍2-3%，余量的铁。作为本专利技术进一步的方案：所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳7%、硅3.5%、白铜6.5%、氯化锰6%、四针状氧化锌晶须5%、玻璃纤维5%、钽3.5%、镉4.5%、铋4%、铅2.5%、镍2.5%，余量的铁。作为本专利技术进一步的方案：所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳8%、硅3.8%、白铜6.8%、氯化锰5.5%、四针状氧化锌晶须4.5%、玻璃纤维5.5%、钽3.7%、镉4.2%、铋5%、铅2.2%、镍2.3%，余量的铁。一种高韧性耐磨损合金钢的制备方法，包括以下步骤：一、配料：按照上述配方称取碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁，将各原料分别研磨过筛800目，备用；二、熔炼：将白铜、钽、镉、铋、铅、镍和铁装入电弧炉中，熔炼至熔炼原料完全熔化，然后转移至LF炉中，在温度为1200-1355℃下熔炼20-35min，再转移至VOD炉中，在温度为1400-1550℃下熔炼5-8min，得到熔体a；三、二次熔炼：将碳、硅、四针状氧化锌晶须加入VOD炉中的熔体a中，在温度为1000-1250℃下熔炼10-15min，得到熔体b；四、三次熔炼：将氯化锰、玻璃纤维加入VOD炉中的熔体b中，在温度为1000-1250℃下熔炼10-15min，得到熔体c；五、成型：在温度为1250-1380℃下将上步所得熔体c送入模具中成型；降温时，首先降温至1000-1100℃，保温5-10min；然后降温至500-800℃，保温2-4min；最后自然冷却得到钢锭，钢锭依次经过快锻和轧制，得到轧制钢材；快锻温度为850-980℃，轧制温度为800-980℃；六、轧制钢材在温度为980-1000℃下进行高温扩散回火，再经自然冷却至200-300℃，保温1-2h，最后自然冷却至室温，即得高韧性耐磨损合金钢。作为本专利技术进一步的方案：步骤一、配料：按照上述配方称取碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁，将各原料分别研磨过筛800目，备用；步骤二、熔炼：将白铜、钽、镉、铋、铅、镍和铁装入电弧炉中，熔炼至熔炼原料完全熔化，然后转移至LF炉中，在温度为1255℃下熔炼25min，再转移至VOD炉中，在温度为1455℃下熔炼6min，得到熔体a。作为本专利技术进一步的方案：步骤三、二次熔炼：将碳、硅、四针状氧化锌晶须加入VOD炉中的熔体a中，在温度为1150℃下熔炼12min，得到熔体b。作为本专利技术进一步的方案：步骤四、三次熔炼：将氯化锰、玻璃纤维加入VOD炉中的熔体b中，在温度为1150℃下熔炼13min，得到熔体c。作为本专利技术进一步的方案：步骤五、成型：在温度为1300℃下将上步所得熔体c送入模具中成型；降温时，首先降温至1050℃，保温7min；然后降温至650℃，保温3min；最后自然冷却得到钢锭，钢锭依次经过快锻和轧制，得到轧制钢材；快锻温度为920℃，轧制温度为880℃。作为本专利技术进一步的方案：步骤六、轧制钢材在温度为990℃下进行高温扩散回火，再经自然冷却至240℃，保温1.6h，最后自然冷却至室温，即得高韧性耐磨损合金钢；所述高韧性耐磨损合金钢的形状为板状、棒状或管状。所得的合金钢的屈服强度为1400-1455MPa，拉伸强度为1985-2038MPa，冲击韧性为30.5-32.3J/cm2。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的合金钢通过碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁制备而成，其机械强度高，耐磨性能好，韧性高，经测试其屈服强度为1400-1455MPa，拉伸强度为1985-2038MPa，冲击韧性为30.5-32.3J/cm2，具有较好的市场推广价值。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种高韧性耐磨损合金钢，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5%、硅5%、白铜5%、氯化锰8%、四针状氧化锌晶须3%、玻璃纤维7%、钽2%、镉6%、铋2%、铅3%、镍2%，余量的铁。一种高韧性耐磨损合金钢的制备方法，包括以下步骤：一、配料：按照上述配方称取碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁，将各原料分别研磨过筛800目，备用；二、熔炼：将白铜、钽、镉、铋、铅、镍和铁装入电弧炉中，熔炼至熔炼原料完全熔化，然后转移至LF炉中，在温度为1200℃下熔炼35min，再转移至VOD炉中，在温度为1400℃下熔炼8min，得到熔体a；三、二次熔炼：将碳、硅、四针状氧化锌晶须加入VOD炉中的熔体a中，在温度为1000℃下熔炼15min，得到熔体b；四、三次熔炼：将氯化锰、玻璃纤维加入VOD炉中的熔体b中，在温度为1000℃下熔炼15min，得到熔体c；五、成型：在温度为1250℃下将上步所得熔体c送入模具中成型；降温时，首先降温至1100℃，保温5min；然后降温至800℃，保温2min；最后自然冷却得到钢锭，钢锭依次经过快锻和轧制，得到轧制钢材；快锻温度为980℃，轧制温度为800℃；六、轧制钢材在温度为1000℃下进行高温扩散回火，再经自然冷却至200℃，保温2h，最后自然冷却至室温，即得高韧性耐磨损合金钢。所述高韧性耐磨损合金钢的形状为板状、棒状或管状。实施例2一种高韧性耐磨损合金钢，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳10%、硅2%、白铜8%、氯化锰4%、四针状氧化锌晶须7%、玻璃纤维3%、钽5%、镉3%、铋7%、铅1%、镍4%，余量的铁。一种高韧性耐磨损合金钢的制备方法，包括以下步骤：一、配料：按照上述配方称取碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁，将各原料分别研磨过筛800目，备用；二、熔炼：将白铜、钽、镉、铋、铅、镍和铁装入电弧炉中，熔炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性耐磨损合金钢，其特征在于，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5‑10%、硅2‑5%、白铜5‑8%、氯化锰4‑8%、四针状氧化锌晶须3‑7%、玻璃纤维3‑7%、钽2‑5%、镉3‑6%、铋2‑7%、铅1‑3%、镍2‑4%，余量的铁。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性耐磨损合金钢，其特征在于，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5-10%、硅2-5%、白铜5-8%、氯化锰4-8%、四针状氧化锌晶须3-7%、玻璃纤维3-7%、钽2-5%、镉3-6%、铋2-7%、铅1-3%、镍2-4%，余量的铁。2.根据权利要求1所述的高韧性耐磨损合金钢，其特征在于，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳6-9%、硅3-4%、白铜6-7%、氯化锰5-7%、四针状氧化锌晶须4-6%、玻璃纤维4-6%、钽3-4%、镉4-5%、铋3-6%、铅2-3%、镍2-3%，余量的铁。3.根据权利要求1所述的高韧性耐磨损合金钢，其特征在于，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳7%、硅3.5%、白铜6.5%、氯化锰6%、四针状氧化锌晶须5%、玻璃纤维5%、钽3.5%、镉4.5%、铋4%、铅2.5%、镍2.5%，余量的铁。4.根据权利要求1所述的高韧性耐磨损合金钢，其特征在于，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳8%、硅3.8%、白铜6.8%、氯化锰5.5%、四针状氧化锌晶须4.5%、玻璃纤维5.5%、钽3.7%、镉4.2%、铋5%、铅2.2%、镍2.3%，余量的铁。5.一种根据权利要求1-4任一所述的高韧性耐磨损合金钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：一、配料：按照上述配方称取碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁，将各原料分别研磨后，备用；二、熔炼：将白铜、钽、镉、铋、铅、镍和铁装入电弧炉中，熔炼至熔炼原料完全熔化，然后转移至LF炉中，在温度为1200-1355℃下熔炼20-35min，再转移至VOD炉中，在温度为1400-1550℃下熔炼5-8min，得到熔体a；三、二次熔炼：将碳、硅、四针状氧化锌晶须加入VOD炉中的熔体a中，在温度为1000-1250℃下熔炼10-15min，得到熔体b；四、三次熔炼：将氯化锰、玻璃纤维加入VOD炉中的熔体b中，在温度为1000-1250℃下熔炼10-15min，得到熔体c；五、成型：在温度为1250-1380℃下将上步所得熔体c送入模具中成型；降温...

【专利技术属性】
技术研发人员：周环景，
申请(专利权)人：济宁雨辰知识产权代理有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37