一種碎煤機錘頭用耐磨鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成：C：1.3-1.5，Mn：3.2-3.4，Si：0.2-0.4，Cr：4.2-4.4，B：0.06-0.08，Mo：0.4-0.6，Ce：0.1-0.2，Nb：0.2-0.4，Ba：0.05-0.07，S＜0.02，P＜0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【專利說明】一種碎煤機錘頭用耐磨鋼
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種碎煤機錘頭用耐磨鋼。
【背景技術】
[0002]材料的破壞有3種形式:即斷裂、腐蝕和磨損。材料磨損盡管不像另外兩種形式，很少引起金屬工件災難性的危害，但其造成的經(jīng)濟損失卻是相當驚人的。中國工程院組織的調(diào)查顯示，2006年我國消耗在磨損、摩擦和潤滑方面的資金估計為9500億元，約占國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP的4.5%。因此，研究新型耐磨材料，減輕材料磨損，將具有極其重要的意義。
[0003]在耐磨材料應用領域，主要有奧氏體高錳鋼和高鉻白口鑄鐵，前者只有在高沖擊下才發(fā)生加工硬化，顯示出優(yōu)異耐磨性，后者含有25%以上的高硬度碳化物，具有硬度高和耐磨性好等特點，但脆性大，只適合于低應力磨損條件下使用。中錳鋼經(jīng)水韌處理后，也可轉變成奧氏體，具有較好的強韌性，且因錳含量的下降，具有更好的加工硬化效果，是替代高錳鋼的理想材質(zhì)。中國發(fā)明專利CN101182617公開了一種采用中錳鋼制作石料分級用的篩板及其制造方法，首先制作中錳鋼篩板型砂成型?；蛳＃瑢?6.6~92.5%鐵、5~
10.9%錳、0.8~1.3%碳和0.4~1.2%硅熔化為溫度為1350~1600°C的中錳鋼鋼水，然后注入到中錳鋼篩板型砂成型模或消失模中，待自然冷卻后，由型腔中取出鑄件并打磨掉毛刺，再以每小時升溫50 V~60 V的幅度連續(xù)升溫到650°C~700 V后，保溫I~2小時，然后再以每小時升溫50°C~60°C的幅度升溫至950~1200°C，保溫I~2小時，出爐后的鑄件立即用強吹風加噴水霧快速冷卻，冷卻后的鑄件用滾壓設備壓平，即得石料分級用篩板。采用本發(fā)明制造的中錳鋼，奧氏體基體中易析出碳化物，脆性較大。
[0004]中國發(fā)明專利CN1424159還公開了一種共晶體增強奧氏體中錳鋼電磁場制備方法，取材料成分為:1.2% -1.55% C,6.8% -7.5% Mn, 1.0% -1.8% Si, < 0.038% P,
<0.025% S，< 0.025%` 0，其余為Fe，在氬氣保護下，將材料在感應線圈中加熱熔化，當合金液過熱100°C后，控制合金的溫度與磁感應強度，使合金液在1500~1400°C之間于磁場中作用5~10分鐘，斷電隨爐冷卻。該發(fā)明利用電磁場的加熱攪拌作用，影響合金元素在凝固過程中的偏析及相的生成，從而改變奧氏體中錳鋼中團球共晶體數(shù)量、形態(tài)與分布，提高共晶體顆粒增強奧氏體中錳鋼的綜合性能。該發(fā)明材料中含有較多的硅，導致組織粗大，且易形成夾雜物，降低材料性能。另外，采用電磁場制備，存在效率低、能耗高等不足。此外，鑄造中錳鋼還存在鑄造性能差和鑄件落砂清理過程中易斷裂等不足，因此國內(nèi)外的推廣應用緩慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼通過對合金元素的選擇及含量的調(diào)整，改善其耐磨性等性能。
[0006]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0007]—種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.3-1.5，Mn:3.2-3.4，S1:0.2-0.4，Cr:4.2-4.4，B:0.06-0.08，Mo:0.4-0.6，Ce:
0.1-0.2，Nb:0.2-0.4，Ba:0.05-0.07，S < 0.02, P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]優(yōu)選，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.35-1.45，Mn:
3.25-3.35，S1:0.25-0.35，Cr:4.25-4.35，B:0.065-0.075，Mo:0.45-0.55，Ce:0.13-0.17，Nb:0.25-0.35，Ba:0.055-0.065，S < 0.02, P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]最優(yōu)選，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.40，Mn:
3.30，Si:0.30，Cr:4.30，B:0.070，Mo:0.50，Ce:0.15，Nb:0.30，Ba:0.060，S < 0.02，P
<0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]本發(fā)明中的合金元素的主要作用為:
[0011]碳和錳:采用高碳含量，降低錳含量，使鋼抵抗磨料壓入犁溝和切削的能力增強，從而可改善鋼的耐磨性，高含碳量可提高其耐磨性。
[0012]鉻:鉻加入耐磨鑄鋼中，固溶于基體后能夠提高基體強度，有利于改善鑄鋼耐磨性，但加鉻錳鋼鑄件因鋼中含鉻奧氏體穩(wěn)定性降低，碳化物更容易析出，鑄態(tài)組織中碳化物數(shù)量增多，從而使鑄件脆性增加，因而綜合考慮控制鉻含量在上述范圍。
[0013]鈮:鈮能顯著細化奧氏體晶粒，提高鋼的強度和韌性。但加入量過多，反而損害鋼的強度和韌性，并且增加成本。
[0014]硼:硼對Fe-C平衡圖的作用是降低A4、提高A3、縮小Y區(qū)。硼在鐵素體中形成置換式固溶體，在奧氏體中既可形·成置換式，又可形成間隙式固溶體。硼溶于奧氏體中后使穩(wěn)定性提高。硼可以提高錳鋼的耐磨性，這和硼的細化組織和強化晶界有關，但是硼含量較高時，由于硼的偏析，局部區(qū)域易析出硼化物，反而損害鋼的強度和韌性。
[0015]鋇:鋇與氧有很大的親合力，鋇的脫氧能力很強，鋇對鋼水有很好的除氣效果。鋇還對鑄鋼中夾雜物的變質(zhì)具有顯著的作用，適量鋇還顯著降低硫在晶界的偏聚，鋇對降低耐磨鑄鋼脆性和提高耐磨鑄鋼鑄造時抗熱裂性是十分有益的。但加入過多的鋇將使耐磨鑄鋼中夾雜物增多，對耐磨鑄鋼韌性的提高不利。
[0016]鈰:鈰的晶界富集不僅能夠阻止結晶時晶粒的長大，使晶粒細化，而且能夠阻止熱處理溫度下奧氏體晶粒的粗化。同時鈰能凈化鋼液，改善夾雜物形態(tài)與分布，強化晶界，增加晶粒間的結合力，從而使鋼的性能得以改善，強度和韌性提高。
[0017]鑰:提高淬透性，并提高強韌性。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]I)本發(fā)明耐磨鋼的金相組織以奧氏體為基體，在奧氏體基體中分布有顆粒狀碳化物，本發(fā)明材料強度高、韌性好，其中屈服強度大于480Mpa，沖擊韌性大于62J/cm2。
[0020]2)本發(fā)明耐磨鋼具有良好的加工硬化性能，當使用在碎煤機錘頭上時，壽命可延長2-3倍。
【具體實施方式】
[0021]實施例一
[0022]一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.3,Mn:3.4,S1:0.2,Cr:4.4,B:0.06,Mo:0.6,Ce:0.1,Nb:0.4,Ba:0.05,S < 0.02，
P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。[0023]實施例二
[0024]一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.5,Mn:3.2, S1:0.4, Cr:4.2,B:0.08,Mo:0.4, Ce:0.2,Nb:0.2,Ba:0.07, S < 0.02，P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0025]實施例三
[0026]一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.35，Mn:3.35，Si:0.25，Cr:4.35，B:0.065，Mo:0.55，Ce:0.13，Nb:0.35，Ba:
0.055，S < 0.02, P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0027]實施例四
[0028]一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.45，Mn:3.25，Si:0.35，Cr:4.25，B:0.075，Mo:0.45，Ce:0.17，Nb:0.25，Ba:
0.065，S < 0.02，P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0029]實施例五
[0030]一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.4，Mn:3.3，Si:0.3，Cr:4.3，B:0.07，Mo:0.5，Ce:0.15，Nb:0.3，Ba:0.06，S
<0.02，P < 0. 02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【權利要求】
1.一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，其特征在于，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.3-1.5，Mn:3.2-3.4，Si:0.2-0.4，Cr:4.2-4.4，B:0.06-0.08，Mo:0.4-0.6，Ce:0.1-0.2，Nb:0.2-0.4，Ba:0.05-0.07，S < 0.02,P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權利要求1所述的一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，其特征在于，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.35-1.45，Mn:3.25-3.35，S1:0.25-0.35，Cr:4.25-4.35，B:0.065-0.075，Mo:0.45-0.55，Ce:0.13-0.17，Nb:0.25-0.35，Ba:0.055-0.065，S < 0.02, P < 0.02，余量Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.如權利要求2所述的一種碎煤機錘頭用耐磨鋼，其特征在于，該耐磨鋼的化學成分以重量百分數(shù)計由下列組分組成:C:1.40，Mn:3.30，S1:0.30，Cr:4.30，B:0.070，Mo:·0.50，Ce:0.15，Nb:0.30，Ba:0.060，S < 0.02, P < 0.02，余量 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號】C22C38/38GK103789653SQ201210434049
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月3日 優(yōu)先權日:2012年11月3日
【發(fā)明者】諸金平 申請人:錫山區(qū)鵝湖慧盾機械廠