[发明专利]一种高强耐磨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，尤其涉及一种高强耐磨蚀合金钢材料及其制备方法。

背景技术

高强耐磨蚀钢被广泛应用于海洋开发、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如管线、螺旋桨、泵、水轮机、衬板、铲齿等上，我国年需求量在1000万吨以上。人们对高强耐磨蚀钢的综合性能提出了较高要求，包括其综合力学性能(硬度、冲击韧性、强度等)，耐矿浆腐蚀性能及耐磨损性能。开发低成本、高强韧性、高耐磨损腐蚀性能的合金材料是保证使用寿命和安全性的有效途经。

现有技术中，合金钢存在含碳量高、耐腐蚀性能差的问题，如CN104278217A公开的中铬合金钢中C含量为2.1～3.3wt％，与铬易形成化合物并呈网状分布，在明显冲击应力作用下容易脆性开裂，且高含碳量对材料的耐蚀性能恶化有重要影响；CN105385939A公开的含碳量为0.3～0.58wt％的合金钢在矿山湿磨工况下材料抵抗矿浆腐蚀的能力差；CN104532130A公开的湿式球磨机用高强韧性耐蚀衬板也存在耐腐蚀性能差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高强耐磨蚀合金钢材料，提高合金钢材料的强度、韧性、耐磨性及耐腐蚀性能，以供湿式磨损腐蚀环境设备选材。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种高强耐磨蚀合金钢材料，包括以下重量百分含量的组分：

C：0.23～0.28％，Cr：6.0～8.0％，Si：0.8～2.5％，Mn：0.5～0.8％，Mo：0.3～0.5％，Ni：0.6～0.8％，Ce：0.1～0.2％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量的Fe。

优选地，所述高强耐磨蚀合金钢材料包括以下重量百分含量的组分：

C：0.26％，Cr：7.04％，Si：2.32％，Mn：0.69％，Mo：0.42％，Ni：0.71％，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高强耐磨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、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蚀合金钢材料。

优选地，所述步骤(1)中脱氧剂的质量为钢水质量的0.1～0.2％。

优选地，所述步骤(1)中熔炼的温度为1600～1650℃。

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4～6h；

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5～8h。

优选地，所述步骤(3)中淬火为油淬。