[发明专利]一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法。所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5‑10%、硅2‑5%、白铜5‑8%、氯化锰4‑8%、四针状氧化锌晶须3‑7%、玻璃纤维3‑7%、钽2‑5%、镉3‑6%、铋2‑7%、铅1‑3%、镍2‑4%，余量的铁。本发明的合金钢通过碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁制备而成，其机械强度高，耐磨性能好，韧性高，经测试其屈服强度为1400‑1455MPa，拉伸强度为1985‑2038MPa，冲击韧性为30.5‑32.3J/cm²，具有较好的市场推广价值。

技术领域

本发明涉及一种合金钢，具体是一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法。

背景技术

合金钢是指在钢里除加入铁、碳外，还加入其他的合金元素，合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。目前，合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。但是现有的合金钢组分复杂，配比不科学，导致合金钢存在耐磨性能差、韧性较低、强度较低等缺点，影响成品的整体性能，限制了其使用范围。因此，本发明提供一种韧性高且耐磨性能好的合金钢及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性耐磨损合金钢及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高韧性耐磨损合金钢，所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳5-10%、硅2-5%、白铜5-8%、氯化锰4-8%、四针状氧化锌晶须3-7%、玻璃纤维3-7%、钽2-5%、镉3-6%、铋2-7%、铅1-3%、镍2-4%，余量的铁。

作为本发明进一步的方案：所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳6-9%、硅3-4%、白铜6-7%、氯化锰5-7%、四针状氧化锌晶须4-6%、玻璃纤维4-6%、钽3-4%、镉4-5%、铋3-6%、铅2-3%、镍2-3%，余量的铁。

作为本发明进一步的方案：所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳7%、硅3.5%、白铜6.5%、氯化锰6%、四针状氧化锌晶须5%、玻璃纤维5%、钽3.5%、镉4.5%、铋4%、铅2.5%、镍2.5%，余量的铁。

作为本发明进一步的方案：所述高韧性耐磨损合金钢包括以下重量百分数的原料：碳8%、硅3.8%、白铜6.8%、氯化锰5.5%、四针状氧化锌晶须4.5%、玻璃纤维5.5%、钽3.7%、镉4.2%、铋5%、铅2.2%、镍2.3%，余量的铁。

一种高韧性耐磨损合金钢的制备方法，包括以下步骤：

一、配料：按照上述配方称取碳、硅、白铜、氯化锰、四针状氧化锌晶须、玻璃纤维、钽、镉、铋、铅、镍和铁，将各原料分别研磨过筛800目，备用；

二、熔炼：将白铜、钽、镉、铋、铅、镍和铁装入电弧炉中，熔炼至熔炼原料完全熔化，然后转移至LF炉中，在温度为1200-1355℃下熔炼20-35min，再转移至VOD炉中，在温度为1400-1550℃下熔炼5-8min，得到熔体a；

三、二次熔炼：将碳、硅、四针状氧化锌晶须加入VOD炉中的熔体a中，在温度为1000-1250℃下熔炼10-15min，得到熔体b；

四、三次熔炼：将氯化锰、玻璃纤维加入VOD炉中的熔体b中，在温度为1000-1250℃下熔炼10-15min，得到熔体c；

五、成型：在温度为1250-1380℃下将上步所得熔体c送入模具中成型；降温时，首先降温至1000-1100℃，保温5-10min；然后降温至500-800℃，保温2-4min；最后自然冷却得到钢锭，钢锭依次经过快锻和轧制，得到轧制钢材；快锻温度为850-980℃，轧制温度为800-980℃；