[发明专利]一种高强度高韧性的合金钢材料及其制造方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种高强度高韧性的合金钢材料的制造方法。

 

背景技术

合金钢已有一百多年的历史了，适用于各行各业当中，目前，市场上常用的材料一般有两种：一种是高锰钢，另一种是普通合金钢，高锰钢韧性好但强度低，普通合金钢硬度高、耐磨性好但韧性差。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高韧性的合金钢材料的制造方法。

本发明采用如下技术方案：

高强度高韧性的合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：废钢2.4-2.6%、碳0.028-0.045%、硅0.02-0.05%、锰0.01-0.012%、钯0.07-0.08%、银0.01-0.015%、钽0.008-0.009%、铬0.30-0.32%、钴0.02-0.025%、 钨0.033-0.035%、硫0.02-0.35%、磷≤0.005%、余量为铁。

高强度高韧性的合金钢材料的制造方法，包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢总质量百分比计，按以下化学成分配料，钯0.07-0.08%、银0.01-0.015%、钽0.008-0.009%、铬0.30-0.32%、钴0.02-0.025%、钨0.033-0.035%；放入熔炼炉熔炼，出炉温度为 1130℃-1320℃；然后浇注成合金块；

（2）将废钢与废铁按 1：10-12比例投入真空感应炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后加入步骤（1）的合金块，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入碳粉、硅粉、锰粉，保温20-30分钟，再向真空感应炉加入剩余其他合金元素，在 1340-1580℃精炼45-55min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化10-20min，铸造成型，出钢温度为1420-1580℃；

（3）淬火：将步骤（2）所得铸件打磨加工进行细处理，将铸件进行正火和等温淬火处理，所述等温淬火处理，采用300±20℃盐浴等温淬火处理。

本发明的有益效果：

本发明先将低含量合金元素制成合金块，再熔化与其他合金元素制成合金钢材料，增强合金钢的内部原子结构，使得本发明的合金钢材料具有抗冲击力强，不易断裂，韧性高等优点，本发明的合金钢材料可锻可铸，从而大大提高了合金钢的使用寿命，降低了生产成本。

 

具体实施方式

实施例1：高强度高韧性的合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：废钢2.5%、碳0.035%、硅0.04%、锰0.011%、钯0.075%、银0.012%、钽0.008%、铬0.31%、钴0.022%、 钨0.034%、硫0.03%、磷≤0.005%、余量为铁。

高强度高韧性的合金钢材料的制造方法，包括以下步骤：

（1）配料：以合金钢总质量百分比计，按以下化学成分配料，钯0.075%、银0.012%、钽0.008%、铬0.31%、钴0.022%、 钨0.034%；放入熔炼炉熔炼，出炉温度为 1250℃；然后浇注成合金块；

（2）将废钢与废铁按 1：11比例投入真空感应炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后加入步骤（1）的合金块，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入碳粉、硅粉、锰粉，保温25分钟，再向真空感应炉加入剩余其他合金元素，在 1550℃精炼50min，保温25min后取样，分析成分后，调整成分，熔化15min，铸造成型，出钢温度为1500℃；

（3）淬火：将步骤（2）所得铸件打磨加工进行细处理，将铸件进行正火和等温淬火处理，所述等温淬火处理，采用300±20℃盐浴等温淬火处理。

本发明制造的的铸钢试验数据：抗拉强度σb≥ 1045MPa；屈服强度σ0.2≥ 1035MPa ；室温冲击韧性αku(42℃)≥64J/cm²；低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 33J/cm²；硬度45-50HRC。