本发明专利技术涉及一种中低合金耐磨钢及其制备方法，该中低合金耐磨钢的化学成分按质量百分比计为：碳为0.41％-0.50％，硅为0.85％-0.95％，锰为1.1％-1.4％，铬为1.5％-2.3％，钼为0.31％-0.45％，铜为1.25％-1.35％，铈为0.30％-0.45％，硼为0.001％-0.003％，磷≤0.04％，硫≤0.04％，余量为铁。本发明专利技术硬度高、耐磨性好、韧性佳、综合性能优良的中低合金耐磨材料，可应用于球磨机衬板、混砂机的刮板、导向板以及破碎机的锤头等多种工业耐磨场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐磨金属材料，具体说是涉及。
技术介绍
目前，关于耐磨钢铁材料的研究已经相当广泛，特别是近二十年来，国内外根据用途和资源状况开发了一系列耐磨钢铁品种，已经广泛地应用于冶金、矿山、交通、电力、煤炭、建材等各个工业门中，许多工件及设备由于磨损而迅速失效，从而造成了大量的经济损失。因此，高寿命钢铁耐磨材料的研制和使用，一直是企业和科研单位共同关注的重要课题。常用的耐磨钢铁材料主要包括高锰钢、铬系白口铸铁、奥-贝球墨耐磨铸铁以及含稀土的中低合金耐磨钢，中低合金耐磨钢的合金元素含量较低，综合性能好，生产灵活方便，价格低廉，可以在较大范围内控制硬度和韧性的匹配，在多种磨损工况条件下均可获得较好的耐磨性，已成为多种耐磨工件的使用材质，有着非常广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种硬度高，耐磨性好，韧性佳，综合性能优良的中低合金耐磨钢及其制备方法，该耐磨钢可广泛应用于锤头、衬板、刮板、导向板等耐磨工件。为此，本专利技术提供了一种中低合金耐磨钢，其化学成分按质量百分比计为碳 (C)为 0. 41 % -0. 50 %，硅(Si)为 0. 85 % -0. 95 %，猛(Mn)为 1. 1 % -1. 4 %，铬(Cr) 为 1. 5 % -2. 3 %，钼(Mo)为 0. 31 % -0. 45 %，铜(Cu)为 1. 25 % -1. 35 %, Ι (Ce)为 0. 30% -0. 45%, | (B)为 0.001%-0.003%，磷(P)彡 0.04%，硫(S)彡 0.04%，余量为铁饰)。该中低合金耐磨钢的化学成分质量百分比可进一步为C :0. 45-0. 48%，Si: 0.88-0.9 %，Mn :1. 2-1. 3 %, Cr 1. 7-1. 9 %, Mo 0. 35-0. 40 %, Cu 1. 28-1. 3 %, Ce 0. 35-0. 40%, B 0. 001-0. 003%, P ( 0. 04%, S 彡 0. 04%，余量为 Fe。本专利技术还提供了制备所述中低合金耐磨钢的方法，其包括(1)按中低合金耐磨钢各组分比例称量相应的铬铁、钼铁、硅铁和锰铁；(2)将称量好的铬铁、钼铁、硅铁和锰铁加入到中频感应电炉中熔炼，待钢液温度达到1580-1610°C时，加入铜和硼，搅拌，按lkg/t的量插入铝条进行脱氧；(3)先将稀土铈放在浇包内，然后出钢液，钢液温度不低于1580°C，进行浇注，浇注温度为1500-1540°C ；(4)浇注后的工件先进行正火处理，加热至840_860°C保温4小时，在空气中冷却至室温，然后进行淬火处理，加热至900°C保温1小时再在油中冷却，然后在保温 2小时回火。碳(C)对钢的强度、硬度、淬透性、耐磨性以及耐磨性都有非常重要的影响。碳含量低时，熔点高，流动性差，冲击韧度好，但淬硬性不高；碳含量较高时，淬火后的高碳马氏体硬度高，耐磨性好，但冲击韧度低，铁和碳形成的渗碳体(Fe53C)是钢的主要强化相之一， 在钢的抗磨过程中起着非常重要的作用。硅(Si)能提高钢中固溶体的强度，能显著提高钢的弹性极限、屈服极限和屈服比，降低碳在铁素体中的扩散速度，增加钢的回火稳定性。锰(Mn)既可以提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，又是碳化物形成元素，还是好的脱氧剂和脱硫剂，同时锰还可以降低临界转变温度和细化珠光体。铬(Cr)可以提高钢的淬透性，与碳、铁形成多种化合物(Fe，Cr)3C，可显著提高耐磨性，同时固溶强化基体，在提高强度和硬度的同时而不降低冲击韧度，是耐磨材料的基本元素之一。钼(Mo)在钢中与铁素体和奥氏体固溶并形成碳化物，使钢的等温曲线右移，可显著提高钢的淬透性，提高钢的强度、硬度和回火稳定性，同时可抵抗高温回火脆性。铜(Cu)可以提高电极电位、增强材料的耐蚀性，尤其对湿式磨料磨损工况条件下的耐磨件更为重要，能有效地抑制奥氏体的冷却转变速度，细化、强化基体组织。铈(Ce)能够改善钢的铸态组织、细化晶粒、净化钢液，通过变质非金属夹杂物，可以控制钢中夹杂物的形态，从而提高钢材韧性和抗疲劳性。硼⑶在钢中的作用是增加悴透性，微量(0. 001% )的硼就可以使钢的淬透性成倍的增加。硫⑶容易导致钢在高温下沿晶界开裂，同时加强钢中化学成分的不均勻性和增加非金属夹杂，是有害元素，所以其含量要求S < 0. 04%。磷(P)能全部溶于铁素体内，在低温时会显著降低钢的塑形和韧性，同时加强钢中的成分偏析，是有害元素，所以其含量要求P < 0. 04%。本专利技术的有益效果如下本专利技术所述的中低合金耐磨钢是一种硬度高、耐磨性好、韧性佳、综合性能优良的中低合金耐磨材料，可应用于球磨机衬板、混砂机的刮板、导向板以及破碎机的锤头等多种工业耐磨场合。采用本材质生产的衬板在郑州铝厂的Φ 2200mmX 6500mm湿式无螺栓衬板球磨机上试用，其衬板最大厚度120mm，最小厚度80mm ；在鸡西水泥厂Φ 1830mmX 6200mm球磨机衬板上试用，根据其实际的应用效果，其硬度大于50HRC，冲击韧性值21-34J/cm2，抗拉强度1030-1480MPa，延伸率6. 4-7. 8%，残余伸长率为0. 2%时的屈服强度为716_784MPa。 在较小冲击功的工况条件下，其耐磨性优于高锰钢，使用寿命约是高锰钢的2倍，且成本较高锰钢低廉，具有明显的经济效益和社会效益。具体实施例方式本专利技术提供了一种中低合金耐磨钢，该中低合金耐磨钢的化学成分按质量百分比计为碳(C)为 0. 41% -0. 50%，硅(Si)为 0. 85% -0. 95%，锰(Mn)为 1. -1. 4%，铬 (Cr)为 1. 5% -2. 3%，钼(Mo)为 0. 31 % -0. 45%，铜(Cu) % 1. 25% -1. 35%，铺(Ce)为 0. 30% -0. 45%，硼(B)为 0. 001% -0. 003%，磷(P) ^ 0. 04%，硫(S) ^ 0. 04%，余量为铁饰)。该中低合金耐磨钢的化学成分按质量百分比计为C :0. 45-0. 48 %, Si 0. 88-0. 9 %, Mn :1. 2-1. 3 %, Cr :1. 7-1. 9 %, Mo :0. 35-0. 40 %, Cu :1. 28-1. 3 %, Ce 0.35-0. 40%, B 0. 001-0. 003%, P ( 0. 04%, S 彡 0. 04%，余量为 Fe。另外，本专利技术还提供了一种制备上述中低合金耐磨钢的方法，该方法包括如下操作步骤(1)按中低合金耐磨钢各组分比例称量相应的铬铁、钼铁、硅铁和锰铁；(2)将称量好的铬铁、钼铁、硅铁和锰铁加入到中频感应电炉中熔炼，待钢液温度达到1580-1610°C时，加入铜和硼，并进行搅拌，按lkg/t的量插入铝条进行脱氧；(3)先将稀土铈放在浇包内，然后出钢液，钢液温度不低于1580°C，进行浇注，浇注温度为1500-1540°C ；(4)浇注后的工件先进行正火处理，加热至840_860°C保温4小时，在空气中冷却至室温，然后进行淬火处理，加热至900°C保温1小时再在油中冷却，然后在保温 2小时回火。下面以3个具体实例来详细说明。实例1按质量百分比取C 0本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种中低合金耐磨钢，其特征为，该中低合金耐磨钢的化学成分按质量百分比计为：碳（Ｃ）为０．４１％－０．５０％，硅（Ｓｉ）为０．８５％－０．９５％，锰（Ｍｎ）为１．１％－１．４％，铬（Ｃｒ）为１．５％－２．３％，钼（Ｍｏ）为０．３１％－０．４５％，铜（Ｃｕ）为１．２５％－１．３５％，铈（Ｃｅ）为０．３０％－０．４５％，硼（Ｂ）为０．００１％－０．００３％，磷（Ｐ）≤０．０４％，硫（Ｓ）≤０．０４％，余量为铁（Ｆｅ）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：南红艳，郑喜平，刘志强，曹建彬，李启民，米国发，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：41
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