[发明专利]一种耐磨耐蚀合金钢材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金钢材料技术领域，尤其涉及一种耐磨耐蚀合金钢材料及其制备方法。

背景技术

湿态磨损腐蚀是消耗耐磨钢铁零部件最严酷的作用形式之一，广泛存在于海洋开发、矿山冶金、石油化工、水利电力、能源交通、机械建材等国家关键工业领域中的服役设备上，如管线、螺旋桨、泵、水轮机、衬板、铲齿等。

现有技术中，铁基合金材料存在耐磨、耐腐蚀性能不能同时兼顾的问题，如刘长华等公开了两种含Ni元素量较高的衬板用低碳合金钢衬板材料(参见《两种衬板用低碳合金钢组织和性能研究》，刘长华等，热加工工艺，2011,40(17):29-31)，不仅增大了成本，且洛氏硬度低，耐磨性能也有待提高；CN104532130A公开了一种湿式球磨机用高强韧性耐蚀衬板，该衬板材料能满足大湿式球磨机衬板的抗冲击性，但在湿式弱酸性介质中其较高的碳含量及较低的铬含量将不利于其耐腐蚀性能；CN1932066公开了一种低碳高合金球磨机衬板钢，该衬板钢在湿式磨矿机衬板的工作环境下具有很好的耐磨性，但没有关于耐蚀性的相关记载。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐磨耐蚀合金钢材料，兼具耐磨损性能及耐腐蚀性能的合金钢材料及制备方法，以供弱酸性湿式磨损腐蚀环境用设备的选材。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种耐磨耐蚀合金钢材料，包括以下重量百分含量的组分：

C：0.23～0.28％，Cr：7.5～10.0％，Si：1.0～1.5％，Mn：0.5～0.8％，Zr：0.1～0.6％，Mo：0.3～0.6％，Ni：0.5～0.8％，Ce：0.1～0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量的Fe。

优选地，所述耐磨耐蚀合金钢材料包括以下重量百分含量的组分：

C：0.26％，Cr：9.30％，Si：1.37％，Mn：0.68％，Zr：0.24％，Mo：0.40％，Ni：0.69％，Ce:0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量的Fe。

本发明还提供了上述技术方案所述耐磨耐蚀合金钢材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)将钢源、铬源、脱氧剂、硅源、钼源、锆源、镍源、锰源和稀土铈进行熔炼，得到钢水；

(2)将所述步骤(1)得到的钢水浇铸成型，得到合金钢铸件；

(3)对所述步骤(2)得到的合金钢铸件依次进行退火、淬火和回火得到耐磨耐蚀合金钢材料。

优选地，所述步骤(2)中脱氧剂的质量为钢水质量的0.1～0.2％。

优选地，所述步骤(2)中熔炼的温度为1620～1670℃。

优选地，所述熔炼包括3～5次熔炼造渣。

优选地，所述步骤(3)中退火的温度为1020～1050℃，所述退火的时间为4～6h。

优选地，所述步骤(3)中淬火包括第一加热、第一保温、第二加热和第二保温；

所述第一加热的温度为650～680℃，所述第一保温的时间为5～8h；

所述第二加热的温度为1030～1050℃，所述第二保温的时间为8～12h。

优选地，所述步骤(3)中回火的温度为180～220℃，所述回火的保温时间为6～8h。

优选地，所述步骤(3)中淬火为油淬。