[发明专利]一种用于高温工况下的中碳耐磨钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中碳耐磨钢，特别涉及一种在高温工况下(700～800℃)的中碳耐磨钢及其制备方法。

背景技术

水泥作为当今社会生产建设一种必须的工程材料，其用量不言而喻，带来的能耗也居高不下。冷却机作为生产水泥的一种重要的设备，对熟料起到运输和冷却的作用，与熟料交换的热量用于水泥厂的余热发电，综合利用资源，降低能耗。

目前，国内冷却机设备的破碎装置均在尾部(工况温度在200℃左右)，很多大块熟料心部热量浪费；经研究，冷却机的破碎装置放置在700～800℃的位置，不仅能够将水泥熟料破碎均匀，更重要的是能够最有效的回收熟料热量。冷却机设备的破碎装置在使用时放置在700～800℃的位置，不仅承受高温水泥熟料的磨损，同时还得承受一定数量的水泥大块熟料的冲击，这就要求所用材料不仅能够抗高温氧化、抗高温磨损，还得有一定的韧性。

目前，在700～800℃的高温耐磨材料仅有少数欧洲水泥设备制造商生产和供货，牌号类似于国标ZG40Cr25Ni20Si2，使用寿命不低于2年，因此研发一种新型高温耐磨材料，能够打破国外对高温破碎装置在水泥生产设备上的垄断，故而研制高温耐热耐磨材料技术至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够在700～800℃高温工况下的用于高温工况下的中碳耐磨钢及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于高温工况下的中碳耐磨钢，按质量百分比，包括以下成分：C：0.15～0.55％，Si：0.8～2.5％，Mn：1.0～2.5％，Cr：20.0～30.0％，Ni：10.0～16.0％，W：1.0～3.0％，Mo：0.5～2.0％，V：0.1～1.0％，Nb：0.05～0.5％，Ti：0.05～0.2％，N：0.05～0.2％，RE：0.05～0.2％，S+P≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选，按质量百分比，包括以下成分：C：0.15～0.4％，Si：1.0～2.0％，Mn：1.0～2.0％，Cr：25.0～29.0％，Ni：10.0～14.0％，W：1.5～2.8％，Mo：0.6～1.8％，V：0.2～0.6％，Nb：0.1～0.35％，Ti：0.1～0.2％，N：0.1～0.2％，RE：0.08～0.15％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。

更优选，按质量百分比，包括以下成分：C：0.2～0.3％，Si：1.0～1.5％，Mn：1.2～1.7％，Cr：26.0～28.5％，Ni：11.0～13.0％，W：2.0～2.5％，Mo：0.7～1.2％，V：0.3～0.5％，Nb：0.15～0.25％，Ti：0.1～0.2％，N：0.1～0.2％，RE：0.08～0.15％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。

最优选，按质量百分比，包括以下成分：C：0.25％，Si：1.2％，Mn：1.5％，Cr：27％，Ni：12.5％，W：2.2％，Mo：0.75％，V：0.4％，Nb：0.2％，Ti：0.1％，N：0.2％.，RE：0.1％，S≤0.01％，P≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。

所述稀土元素RE以Y和Ce为主成分。

所述高温工况是指700～800℃的工况。

上述的用于高温工况下的中碳耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

第一步：配料

按照碳钢的化学成分，分别计算并称取废钢、硅铁、锰铁、镍板、钼铁、钨铁、钒铁、低碳铬铁、高碳铬铁、钛铁、铌铁和稀土；

第二步：中频感应炉熔炼

先将重量30～80％的废钢加入到中频感应炉中，待炉中废钢开始熔化后，再加入镍板、钼铁、钨铁和铌铁；再加入余下废钢，当炉中金属全部熔化后，再加入高碳铬铁、低碳铬铁、硅铁、锰铁和钒铁，化清；加入钢液重量0.01％的铝丝脱氧，脱氧后待中频感应炉的炉温达到1580～1610℃时，出炉；

第三步：钢包炉精炼

将钢水浇入钢包炉中，钢包炉温度稳定在1580±10℃，静置5～10分钟后放入稀土和钛铁，静置15分钟后，出炉浇注；

第四步：V法铸造

采用抽负压的方式使砂紧实形成型腔，钢液浇入型腔后，一直保持负压，浇注时负压保持在0.06MPa，在浇注的同时微振3～5s，频率50Hz，振幅不超过0.5mm，浇注完毕后负压保持在0.04MPa，保压30～45min，撤负压，出箱；

第五步：线切割成型