[发明专利]一种钒合金化高铬铸铁及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钒合金化高铬铸铁及其制备方法和应用，涉及钢铁材料技术领域。本发明的钒合金化高铬铸铁包括如下重量百分比的组分：Cr25.0‑28.0％，C 2.8‑5.0％，V 0.5‑8.0％，Mn 0.5‑0.7％，Si 0.7‑1.0％，Mo 0.05‑0.1％，Ti 0.1‑0.6％，W 0.1‑1.0％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明通过添加钒、钛和钨等微合金化元素制备出一种钒合金化高铬铸铁，该钒合金化高铬铸铁不仅改善了碳化物形貌，还提升了高铬铸铁的力学性能，使其具备优异的韧性和硬度匹配，显著提升了高铬铸铁的耐磨性能。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，具体而言，涉及一种钒合金化高铬铸铁及其制备方法和应用。

背景技术

高铬铸铁(High-Chromium Cast Irons,HCCIs)是铬白口铸铁中最有代表性的品种，在耐磨材料发展史上具有重要的地位，是继高锰钢之后耐磨材料发展历史上的另一个里程碑。高铬铸铁作为耐磨材料被广泛应用于制造立磨破碎机磨辊、轧辊、研磨磨球、锤式破碎机锤头、反击式破碎机板锤、衬板以及工程机械杂质泵等构件。初步估计，国内对于耐磨高铬铸铁构件的年需求在230万吨以上。

由于大量碳化物的存在，高铬铸铁基体组织被割裂，而且这些碳化物往往呈现粗大、硬脆的特点，导致高铬铸铁的韧性不足，其冲击吸收功一般仅有2-3J，难以满足设备大型化、工况复杂化对耐磨构件具备一定抗冲击能力的要求，且是破碎作业的安全隐患，限制了高铬铸铁的更广泛应用。因此提供一种具有较高韧性和耐磨性的高铬铸铁用于制备衬板、板锤等产品具有重意义。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒合金化高铬铸铁及其制备方法和应用，以克服现有技术中因冲击韧性性能不佳而限制了高铬铸铁应用的技术问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种钒合金化高铬铸铁，其包括如下重量百分比的组分：Cr 25.0-28.0％，C 2.8-5.0％，V 0.5-8.0％，Mn 0.5-0.7％，Si 0.7-1.0％，Mo 0.05-0.1％，Ti 0.1-0.6％，W 0.1-1.0％，P≤0.04％，S≤0.04％，余量为铁和不可避免的杂质。

第二方面，本发明提供了一种钒合金化高铬铸铁的制备方法，其包括：将按照最终组分比例调配的原料进行冶炼和浇铸成型以及后续的热处理。

第三方面，本发明提供了一种耐磨构件，该耐磨构件中包括上述钒合金化高铬铸铁；上述耐磨构件为半自磨机衬板和反击式破碎机板锤中的至少一种。

第四方面，本发明提供了上述钒合金化高铬铸铁在制备耐磨构件中的应用。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过添加钒、钛和钨等微合金化元素制备出一种钒合金化高铬铸铁，该钒合金化高铬铸铁不仅改善了碳化物形貌，还提升了高铬铸铁的力学性能，使其具备优异的韧性和硬度匹配，显著提升了高铬铸铁的耐磨性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1中制备得到的钒合金化高铬铸铁的金相显微照片；

图2为实施例1-8和对比例1-4中制备得到的高铬铸铁磨损失重量与对比例4中制备得到的高铬铸铁磨损失重量比值的对比图。

具体实施方式