[发明专利]高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法，属于铸钢合金领域。

背景技术

目前，现有技术中要么是铬合金铸钢(如专利号为200910063419.0)，其淬透性、硬度和耐磨性都存在一定的局限性，使用寿命不长；要么是锰合金铸钢，同样也存在耐磨性不强，使用寿命短等缺陷。本发明根据锰、铬各自的优点及现有技术的缺点提供了一种高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较强耐磨性、韧性等优点的高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

本发明高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10，按质量配比其化学成分为：0.9-1.5％C，11.0-14.0％Mn，0.6-1.2％Si，9.0-11.0％Cr，＜0.09％P，＜0.04％S，＜0.002％Re。

本发明还提供了上述铸钢的生产方法，a.通过使用中频电炉或电弧炉振动铸造+消失模的生产方法，将所需的元素Re、Mn、Si、C等按所述质量配比熔合为合金金属；b.通过热处理工艺将合金加热到奥氏体区保温一定时间后，进行快速冷却即水韧处理，获得奥氏体+Cr₇C₃碳化物的金相组织。

其中，热处理工艺的加热温度为1040-1080℃，冷却方式是快速水冷。

本发明的有益效果

1、强度更高；

2、韧性更好；

3、耐磨性更高；

4、适用范围更广，主要用于矿山机械、水泥机械、电力机械、化工机械、农业机械、工程机械、水轮机、泥浆泵等的耐磨零部件。

5、加工硬化所需施加的压力或冲击力更小，从而使其更易于加工硬化；

6、本发明所生产的材料即保存了高锰钢的优点又有高铬铸铁的耐磨性，是将两种材料合二为一，使用中发挥高锰钢的强韧性和高铬铸铁优良的耐磨性。

7、本发明的钢变形能力强、不断裂、耐磨性高于高锰钢，强韧性高于高铬铸铁，适用于代替高锰钢使用时起不到硬化的工况和高铬铸铁使用中出现断裂的工况耐磨件。

具体实施方式

本发明高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10，按质量配比其化学成分为：0.9-1.5％C，11.0-14.0％Mn，0.6-1.2％Si，9.0-11.0％Cr，＜0.09％P，＜0.04％S，＜0.002％Re。

其中，铬元素作用：提高淬透性、耐蚀性，并能形成碳化物强化相Cr₇C₃，Cr₇C₃的硬度在1300-1800Hv之间，具有很好的抗磨作用。

锰元素作用：扩大奥氏体相区提高淬透性降低Ms点，在锰钢中，促进碳化物形成，并获得奥氏体基体，是稳定奥氏体的主要元素，高锰钢的主要作用是获得奥氏体组织，以保证钢的力学性能，特别得到高的韧性，在14％以内时，随着锰含量的增加，高锰钢的强度、塑性及冲击韧度均提高，锰含量的增加使高锰钢的低温冲击韧度提高得更快，但高锰不利于加工硬化。

Si元素作用：提高弹性极限、强烈提高钢的变形抗力及冲击疲劳强度，减轻低温回火脆性，当硅含量＜0.4时钢中易出现氧化性空洞和疏松，因此硅还可以起到脱氧的作用。

本发明铸钢的生产方法为：a.通过使用中频电炉或电弧炉振动铸造+消失模的生产方法，将所需的元素按质量配比0.9-1.5％C，11.0-14.0％Mn，0.6-1.2％Si，9.0-11.0％Cr，＜0.09％P，＜0.04％S，＜0.002％Re熔合为合金金属；b.通过热处理工艺将合金加热到奥氏体区保温(加热温度为1040-1080℃)一定时间后，进行快速冷却(冷却方式是快速水冷)，获得奥氏体+Cr₇C₃碳化物的金相组织。

奥氏体组织具有很高的强韧性，当受到强烈冲击、压力时产生加工硬化，从而起到耐磨损的作用，由于具有很高的强韧性不易出现脆性断裂从而保证了使用的安全性，而Cr₇C₃的形成有利于促进和加快奥氏体的加工硬化。

本发明产品的力学性能如下表：

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。