一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金及其制造方法
【專利摘要】一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金及其制造方法，合金的化學(xué)成分及重量百分比為：0.3～0.6％C，1.6～2.6％Si，0.6～1.0％Mn，0.6～4.0Cr，0.3～0.5Mo，0.3～0.5Ni，0.3～0.5Cu，0.1～0.3％Ti，0.05～0.1％B，0.05～0.15％Ce，0.05～0.15％Nb，P＜0.04％，S＜0.04％，余量為Fe，合金采用電爐熔煉，并經(jīng)二次插鋁脫氧后放置在澆包底部形成鑄件，鑄件經(jīng)850～950℃奧氏體化并保溫一定時(shí)間后，置入溫度為200～260℃的鹽浴中進(jìn)行一次等溫淬火，保溫5～10分鐘，然后在260～400℃的鹽浴中進(jìn)行二次等溫淬火，保溫0.5～4小時(shí)，空冷后得到奧氏體-貝氏體基體上分布硼化物的耐磨耐蝕合金。本發(fā)明合金制備成本較低，適合于海洋泥沙磨損腐蝕環(huán)境使用，具有較好的強(qiáng)韌性、耐磨耐蝕綜合性能，且可用于挖泥船用刀齒、泥漿輸送管道、離心泵葉輪、葉片等。
【專利說明】一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金及其 制造方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 海洋工程是海洋事務(wù)國家戰(zhàn)略發(fā)展的重要方面之一，隨著海洋資源的開發(fā)，海洋 工程平臺(tái)、大型海洋工程輔助船舶及相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。海洋工程用耐磨材料是一個(gè) 極具研究和開發(fā)價(jià)值的方向。在海水環(huán)境中工作的工程機(jī)械耐磨構(gòu)件，如長期在海水中工 作的挖泥船用刀齒、泥漿輸送管道、離心泵葉輪、葉片等，由于受到高速海水流的帶動(dòng)泥沙 與工件表面形成的剪切力的沖蝕、泥沙磨損及海水侵蝕，腐蝕磨損相當(dāng)嚴(yán)重，要求具有足夠 的強(qiáng)韌性和良好的耐磨、耐蝕性能。目前，常見的海洋工程用耐磨部件通常采用普通碳鋼、 低合金鋼、不銹鋼、高鉻鑄鐵以及系泊鏈鋼制成。普通碳鋼的硬度低，沒有添加合金元素，因 而其服役周期很短，但具有成本低廉的優(yōu)勢；奧氏體不銹鋼由于添加了大量的合金元素，具 有良好的耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能，在與氯離子接觸的環(huán)境中有著廣泛的應(yīng)用。但其初始硬 度很低，不能作為耐磨材料使用，特別是在低或者是無沖擊載荷的工況下使用；高鉻鑄鐵具 有優(yōu)異的耐磨性能和良好的耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能，但其韌性過低，在較大的沖擊載荷下 回由于韌性不足而發(fā)生斷裂，且存在焊接修復(fù)困難等問題。而且由于加入了大量的合金元 素，使用成本較高；系泊鏈鋼強(qiáng)度高、韌性好，兼具良好的冷彎性能和焊接性能，具有良好的 耐海水腐蝕、抗疲勞、耐磨損等特性，但這種鋼的制備過程復(fù)雜，適合于大規(guī)模生產(chǎn)，且制備 成本高；低合金鋼經(jīng)過合金元素添加和組織結(jié)構(gòu)控制，可大大改善強(qiáng)度、硬度和韌性，同時(shí) 提高耐蝕性，但目前使用的低合金鋼存在硬度低和耐磨性差等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種制備成本較低，以無碳化物貝氏體和穩(wěn)定 的殘余奧氏體雙相組織為基體，以呈孤立分布的高化學(xué)穩(wěn)定性的硼化物為耐磨硬質(zhì)相，適 合于海洋泥沙磨損腐蝕環(huán)境使用，具有較好的強(qiáng)韌性、耐磨耐蝕綜合性能，且可用于挖泥船 用刀齒、泥漿輸送管道、離心泵葉輪、葉片等的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種由以下重量百分比的組分組成的含硼高硅貝 氏體耐磨耐蝕合金：
[0005] C :0.3 ?0.6%
[0006] Si: 1.6 ?2. 6%
[0007] Mn :0.6 ?1.0%
[0008] Cr :0.6 ?4.0%
[0009] Mo :0· 3 ?0· 5
[0010] Ni :0.3 ?0.5
[0011] Cu :0.3 ?0.5
[0012] Ti :0.1 ?0.3%
[0013] B :0.05 ?0.1%
[0014] Ce :0· 05 ?0· 15%
[0015] Nb :0· 05 ?0· 15%
[0016] P < 0. 04%
[0017] S < 0. 04%
[0018] 余量為Fe。
[0019] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，該方 法包括以下具體步驟：
[0020] (1)將回爐料、普通廢鋼置入感應(yīng)電爐或電弧爐進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入鑰鐵、 鎳板、鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量；
[0021] (2)熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量 的 0· 15 ?0· 3% :
[0022] (3)加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣后插鋁進(jìn)行二次脫氧；
[0023] (4)將稀土硅鐵破碎成3?5_直徑的顆粒，烘干后放置在澆包底部，鋼液出爐，鋼 液直接澆注成鑄件，澆注溫度1550?1600°C ;
[0024] (5)將澆鑄后的鑄件去除澆冒口，置于箱式電阻爐中，經(jīng)850?950°C奧氏體化，保 溫0. 5?3小時(shí)，保溫時(shí)間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm ;
[0025] (6)將鑄件取出直接置入溫度為200?260°C的等溫鹽浴爐中進(jìn)行一次等溫淬火 熱處理，根據(jù)鑄件的厚度不同保溫時(shí)間為5?10分鐘；
[0026] (7)將鑄件取出，迅速將放入溫度為260?400°C的等溫鹽浴爐中進(jìn)行二次等溫淬 火，根據(jù)鑄件的厚度不同保溫〇. 5?4小時(shí)，取出后進(jìn)行空冷，空冷后獲得基體為殘余奧氏 體-無碳化物貝氏體雙相組織，耐磨相為呈獨(dú)立分布的硼化物的耐磨耐蝕合金。
[0027] 其中，步驟（1)中所述的增碳劑為廢石墨電極、石墨顆粒，步驟（6)和步驟（7)中 所述的等溫鹽浴是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的硝酸鉀和50%的亞硝酸鈉配比而成。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：
[0029] (1)本發(fā)明耐磨耐蝕合金以無碳化物貝氏體和穩(wěn)定的殘余奧氏體雙相組織為基 體，以呈孤立分布的高化學(xué)穩(wěn)定性的硼化物為耐磨硬質(zhì)相，基體具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性配合，同 時(shí)合金具有良好的耐磨性能；
[0030] (2)合金中硼元素的存在主要是為了形成高硬度耐磨硼化物相；
[0031] (3)合金中添加重量百分比為1.6?2.6%的硅元素的目的主要是為了在等溫淬 火過程中強(qiáng)烈抑制碳化物析出的作用，保證熱處理組織中形成無碳化物的貝氏體，組織中 無碳化物的存在，可以提高合金的耐腐蝕性能；
[0032] (4)合金中鉻元素、硅元素共存，在腐蝕過程中可形成穩(wěn)定的硫酸鹽膜，并阻止在 污染海水中細(xì)菌的生長，從而減緩合金的腐蝕，同時(shí)硅、鉻、銅在銹層中富集，并直接作用于 金屬表面，使緊貼基體銹蝕產(chǎn)物變得細(xì)小致密，阻礙了海水中溶解氧向合金表面富集，減緩 了合金的氧化腐蝕；
[0033] (5)本發(fā)明采用Ti元素進(jìn)行硼化物的變質(zhì)處理，鈦元素的加入可在高溫熔體中形 成與硼化物有良好的共格關(guān)系的高熔點(diǎn)化合物，促進(jìn)硼化物形核，達(dá)到細(xì)化硼化物的目的， 促使硼化物呈孤立塊狀分布，同時(shí)，鈦元素的加入也可以細(xì)化鑄態(tài)組織，提高合金的力學(xué)性 能；
[0034] (6)耐磨合金采用稀土硅鐵可以起到細(xì)化合金鑄態(tài)組織和凈化熔體的目的，以提 高合金的力學(xué)性能；
[0035] (7)本發(fā)明的合金中加入了鈮元素，微量的鈮加入合金中能夠形成穩(wěn)定的難熔化 合物，強(qiáng)烈阻礙奧氏體晶粒長大，細(xì)化鑄態(tài)組織，對提高合金的力學(xué)性能十分有利，此外，鈮 元素可促使合金在海水腐蝕過程中電荷傳遞電阻隨腐蝕時(shí)間延長而增大，從而提高合金的 耐海水腐蝕性能；
[0036] (8)本發(fā)明采用兩步法對合金進(jìn)行等溫淬火熱處理，在200?260°C的等溫鹽浴爐 中進(jìn)行一次等溫淬火是為了增加過冷度，提高無碳化物貝氏體的形核能力，在260?400°C 的鹽浴爐中進(jìn)行二次等溫淬火，最終將獲得無碳化物貝氏體和穩(wěn)定的高碳?xì)堄鄪W氏體；
[0037] (9)本發(fā)明采用兩步法對合金進(jìn)行鹽浴等溫淬火，可以獲得硬度40?60HRC，抗拉 強(qiáng)度650?llOOMPa，沖擊韌度10?40J的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，是一種適合于海 洋泥沙磨損腐蝕環(huán)境使用的低合金耐磨耐蝕合金，同時(shí)具有較好的強(qiáng)韌性、耐磨耐蝕綜合 性能，可用于挖泥船用刀齒、泥漿輸送管道、離心泵葉輪、葉片等。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0038] 圖1是本發(fā)明含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的顯微結(jié)構(gòu)組織圖。

【具體實(shí)施方式】：
[0039] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金及其制造方 法作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其化學(xué)成分為0.45% C，2. 15% Si，0.92 % Μη, 2. 6 % Cr,0. 35 % Μο,Ο. 38 % Ni,0. 41 % Cu,0. 2 % Ti,0. 1 % B,0. 05 % Ce,0. 08 % Nb, 0. 016% P，0. 011% S，其余為Fe。具體制備步驟為：先將計(jì)算稱量后的回爐料、普通廢鋼置 入感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入計(jì)算稱量后的鑰鐵、鎳板、鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、 硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量；接著將熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次 脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 15?0. 3% ;然后加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣 后插鋁進(jìn)行二次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 1?〇. 2%，之后出爐沖入在包底放 置有3?5_直徑的稀土硅鐵顆粒的澆包中，之后直接澆注成標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊，澆注溫度為 1550?1600°C。采用線切割截取標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊的下部，用于熱處理，具體熱處理工藝為：將 澆注后去除澆冒口后的鑄件置于箱式電阻爐中，經(jīng)900°C奧氏體化，保溫0.5小時(shí)，保溫時(shí) 間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm，然后將鑄件取出后快速置于260°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行一次等溫淬火，保溫時(shí)間為5分鐘；然后迅速將鑄件放入溫度為280°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行二次等溫淬火，保溫〇. 5小時(shí)，取出后空冷放置至室溫。獲得的含硼高硅貝氏體耐磨耐 蝕合金共晶硼化物呈孤立塊狀和粒狀分布，基體為無碳化物貝氏體和奧氏體雙相組織，其 力學(xué)性能如下：硬度為56HRC，抗拉強(qiáng)度為930MPa，線切割加工的10mmX 10mmX 55mm標(biāo)準(zhǔn)沖 擊試樣沖擊功Ak為12. 7J。在Falex多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行球盤試驗(yàn)（對磨材料為 氧化鋯陶瓷球，壓力10磅），磨損失重為7. 33mg。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其化學(xué)成分為0.42 % C，2. 25% Si，0.85 % Μη,2. 32% Cr,0. 37% Μο,Ο. 31% Ni,0. 35% Cu,0. 22% Ti,0. 1% B,0. 055% Ce,0. 07% Nb, 0. 014% P，0. 010% S，其余為Fe。具體制備步驟為：先將計(jì)算稱量后的回爐料、普通廢鋼置 入感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入計(jì)算稱量后的鑰鐵、鎳板、鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、 硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量；接著將熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次 脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 15?0. 3% ;然后加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣 后插鋁進(jìn)行二次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 1?〇. 2%，之后出爐沖入在包底放 置有3?5_直徑的稀土硅鐵顆粒的澆包中，之后直接澆注成標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊，澆注溫度為 1550?1600°C。采用線切割截取標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊的下部，用于熱處理，具體熱處理工藝為：將 澆注后去除澆冒口后的鑄件置于箱式電阻爐中，經(jīng)900°C奧氏體化，保溫0.5小時(shí)，保溫時(shí) 間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm，然后將鑄件取出后快速置于240°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行一次等溫淬火，保溫時(shí)間為5分鐘；然后迅速將鑄件放入溫度為300°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行二次等溫淬火，保溫〇. 5小時(shí)，取出后空冷放置至室溫。獲得的含硼高硅貝氏體耐磨耐 蝕合金共晶硼化物呈孤立塊狀和粒狀分布，基體為無碳化物貝氏體和奧氏體雙相組織，其 力學(xué)性能如下：硬度為54HRC，線切割加工的10mmX 10mmX 55mm標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣沖擊功Ak為 16. 9J〇
[0044] 實(shí)施例3
[0045] -種含硼高娃貝氏體耐磨耐蝕合金，其化學(xué)成分為0. 35 % C，2. 12 % Si, 0. 95 % Μη, 1. 92% Cr,0. 34% Μο,Ο. 41% Ni,0. 32% Cu,0. 18% Ti,0. 1% B,0. 054% Ce,0. 06% Nb, 0. 018% P，0. 014% S，其余為Fe。具體制備步驟為：先將計(jì)算稱量后的回爐料、普通廢鋼置 入感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入計(jì)算稱量后的鑰鐵、鎳板、鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、 硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量；接著將熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次 脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 15?0. 3% ;然后加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣 后插鋁進(jìn)行二次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 1?〇. 2%，之后出爐沖入在包底放 置有3?5_直徑的稀土硅鐵顆粒的澆包中，之后直接澆注成標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊，澆注溫度為 1550?1600°C。采用線切割截取標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊的下部，用于熱處理，具體熱處理工藝為：將 澆注后去除澆冒口后的鑄件置于箱式電阻爐中，經(jīng)950°C奧氏體化，保溫0.5小時(shí)，保溫時(shí) 間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm，然后將鑄件取出后快速置于240°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行一次等溫淬火，保溫時(shí)間為5分鐘；然后迅速將鑄件放入溫度為320°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行二次等溫淬火，保溫〇. 5小時(shí)，取出后空冷放置至室溫。獲得的含硼高硅貝氏體耐磨耐 蝕合金共晶硼化物呈孤立塊狀和粒狀分布，基體為無碳化物貝氏體和奧氏體雙相組織，其 力學(xué)性能如下：硬度為49HRC，抗拉強(qiáng)度為760MPa，線切割加工的10mmX 10mmX 55mm標(biāo)準(zhǔn)沖 擊試樣沖擊功Ak為22. 8J。在Falex多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行球盤試驗(yàn)（對磨材料為 氧化鋯陶瓷球，壓力10磅），磨損失重為8. 84mg。
[0046] 實(shí)施例4
[0047] 一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其化學(xué)成分為0.52 % C，2. 07% Si，0.93 % Μη,2. 29% Cr,0. 34% Μο,Ο. 32% Ni,0. 38% Cu,0. 21% Ti,0. 1% B,0. 052% Ce,0. 07% Nb, 0. 016% P，0. 009% S，其余為Fe。具體制備步驟為：先將計(jì)算稱量后的回爐料、普通廢鋼置 入感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入計(jì)算稱量后的鑰鐵、鎳板、鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、 硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量；接著將熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次 脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 15?0. 3% ;然后加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣 后插鋁進(jìn)行二次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 1?〇. 2%，之后出爐沖入在包底放 置有3?5_直徑的稀土硅鐵顆粒的澆包中，之后直接澆注成標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊，澆注溫度為 1550?1600°C。采用線切割截取標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊的下部，用于熱處理，具體熱處理工藝為：將 澆注后去除澆冒口后的鑄件置于箱式電阻爐中，經(jīng)900°C奧氏體化，保溫0.5小時(shí)，保溫時(shí) 間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm，然后將鑄件取出后快速置于240°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行一次等溫淬火，保溫時(shí)間為5分鐘；然后迅速將鑄件放入溫度為360°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行二次等溫淬火，保溫〇. 5小時(shí)，取出后空冷放置至室溫。獲得的含硼高硅貝氏體耐磨耐 蝕合金共晶硼化物呈孤立塊狀和粒狀分布，基體為無碳化物貝氏體和奧氏體雙相組織，其 力學(xué)性能如下：硬度為49HRC，線切割加工的10mmX 10mmX 55mm標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣沖擊功Ak為 18. 7J。
[0048] 實(shí)施例5
[0049] 一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其化學(xué)成分為0.52 % C，1.98 % Si，0.87 % Μη, 1. 62% Cr,0. 31% Μο,Ο. 30% Ni,0. 36% Cu,0. 24% Ti,0. 1% B,0. 051% Ce,0. 08% Nb, 0. 012% P，0. 012% S，其余為Fe。具體制備步驟為：先將計(jì)算稱量后的回爐料、普通廢鋼置 入感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入計(jì)算稱量后的鑰鐵、鎳板、鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、 硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量；接著將熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次 脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 15?0. 3% ;然后加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣 后插鋁進(jìn)行二次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的〇. 1?〇. 2%，之后出爐沖入在包底放 置有3?5_直徑的稀土硅鐵顆粒的澆包中，之后直接澆注成標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊，澆注溫度為 1550?1600°C。采用線切割截取標(biāo)準(zhǔn)基爾試塊的下部，用于熱處理，具體熱處理工藝為：將 澆注后去除澆冒口后的鑄件置于箱式電阻爐中，經(jīng)900°C奧氏體化，保溫0.5小時(shí)，保溫時(shí) 間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm，然后將鑄件取出后快速置于240°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行一次等溫淬火，保溫時(shí)間為5分鐘；然后迅速將鑄件放入溫度為400°C的等溫鹽浴爐中 進(jìn)行二次等溫淬火，保溫〇. 5小時(shí)，取出后空冷放置至室溫。獲得的含硼高硅貝氏體耐磨耐 蝕合金共晶硼化物呈孤立塊狀和粒狀分布，基體為無碳化物貝氏體和奧氏體雙相組織，其 力學(xué)性能如下：硬度為44HRC，線切割加工的10mmX10mmX55mm標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣沖擊功Ak為 36. 9J〇
[0050] 在MLD-10型動(dòng)載磨料磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行沖擊磨料磨損試驗(yàn)（上試樣為試驗(yàn)試樣， 對磨材料為硬度在50?52HRC的40Cr軸承鋼，試驗(yàn)沖擊功為2J，沖錘質(zhì)量10Kg，沖擊次數(shù) 為150次/分鐘，預(yù)磨時(shí)間為10min，磨損試驗(yàn)時(shí)間為120min)，磨損失重為251mg/h。
[0051] 以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其特征在于：所述耐磨耐蝕合金由以下重量百 分比的組分組成： C :0· 3 ?0· 6% Si :1· 6 ?2. 6% Μη :0. 6 ?1. 0% Cr :0. 6 ?4. 0% Mo :0. 3 ?0. 5% Ni :0. 3 ?0. 5% Cu :0· 3 ?0· 5% Ti :0. 1 ?0. 3% B :0. 05 ?0. 1% Ce :0. 05 ?0. 15% Nb :0. 05 ?0. 15% P < 0. 04% S < 0. 04% 余量為Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其特征在于：所述耐磨耐蝕 合金由以下重量百分比的組分組成： C ：0. 45% Si ：2. 15% Μη ：0. 92% Cr ：2. 6% Mo ：0. 35% Ni ：0. 38% Cu ：0. 41% Ti ：0. 2% B ：0. 1% Ce ：0. 05% Nb ：0. 08% P ：0. 016% S ：0. 011% 余量為Fe。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其特征在于：所述耐磨耐蝕 合金由以下重量百分比的組分組成： C ：0. 42% Si ：2. 25% Μη ：0. 85% Cr ：2. 32% Mo ：0. 37% Ni ：0. 31% Cu ：0. 35% Ti ：0. 22% B ：0. 1% Ce ：0. 055% Nb ：0. 07% P ：0. 014% S ：0. 01% 余量為Fe。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其特征在于：所述耐磨耐蝕 合金由以下重量百分比的組分組成： C ：0. 35% Si ：2. 12% Μη ：0. 95% Cr ：1. 92% Mo ：0. 34% Ni ：0. 41% Cu ：0. 32% Ti ：0. 18% B ：0. 1% Ce ：0. 054% Nb ：0. 06% P ：0. 018% S ：0. 014% 余量為Fe。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其特征在于：所述耐磨耐蝕 合金由以下重量百分比的組分組成： C ：0. 52% Si ：2. 07% Μη ：0. 93% Cr ：2. 29% Mo ：0. 34% Ni ：0. 32% Cu ：0. 38% Ti ：0. 21% B ：0. 1% Ce ：0. 052% Nb ：0. 07% P ：0. 016% S ：0. 009% 余量為Fe。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金，其特征在于：所述耐磨耐蝕 合金由以下重量百分比的組分組成： C ：0. 52% Si ：1. 98% Μη ：0. 87% Cr ：1. 62% Mo ：0. 31% Ni ：0. 3% Cu ：0. 36% Ti ：0. 24% B ：0. 1% Ce ：0. 051% Nb ：0. 08% P ：0. 012% S ：0. 012% 余量為Fe。
7. -種如權(quán)利要求1所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于： 該方法包括以下具體步驟： (1) 將回爐料、普通廢鋼置入感應(yīng)電爐或電弧爐進(jìn)行熔煉，熔煉過程中加入鑰鐵、鎳板、 鉻鐵、銅板、鈮鐵、錳鐵、硅鐵，爐料熔清后用增碳劑調(diào)節(jié)碳含量； (2) 熔體溫度升高到1600?1620°C后插鋁一次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量的 0· 15 ?0· 3% : (3) 加入鈦鐵和硼鐵，鋼液熔清扒渣后插鋁進(jìn)行二次脫氧，鋁的加入量為合金熔體重量 的 0· 1 ?0· 2% : (4) 將稀土硅鐵破碎成3?5_直徑的顆粒，烘干后放置在澆包底部，鋼液出爐，鋼液直 接澆注成鑄件，澆注溫度1550?1600°C ; (5) 將澆鑄后的鑄件去除澆冒口，置于箱式電阻爐中，經(jīng)850?950°C奧氏體化，保溫 0. 5?3小時(shí)，保溫時(shí)間依據(jù)鑄件壁厚確定，一般為3min/mm ; (6) 將鑄件取出直接置入溫度為200?260°C的等溫鹽浴爐中進(jìn)行一次等溫淬火熱處 理，根據(jù)鑄件的厚度不同保溫時(shí)間為5?10分鐘； (7) 將鑄件取出，迅速將放入溫度為260?400°C的等溫鹽浴爐中進(jìn)行二次等溫淬 火，根據(jù)鑄件的厚度不同保溫〇. 5?4小時(shí)，取出后進(jìn)行空冷，空冷后獲得基體為殘余奧氏 體-無碳化物貝氏體雙相組織，耐磨相為呈獨(dú)立分布的硼化物的耐磨耐蝕合金。 其中，步驟（1)中所述的增碳劑為廢石墨電極、石墨顆粒，步驟（6)和步驟（7)中所述 的等溫鹽浴是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的硝酸鉀和50%的亞硝酸鈉配比而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于：所 述步驟（5)中奧氏體化的溫度為900°C，步驟（6)中一次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的 溫度為260°C，步驟（7)中二次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的溫度為280°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于：所 述步驟（5)中奧氏體化的溫度為900°C，步驟（6)中一次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的 溫度為240°C，步驟（7)中二次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的溫度為300°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于：所 述步驟（5)中奧氏體化的溫度為950°C，步驟（6)中一次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的 溫度為240°C，步驟（7)中二次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的溫度為320°C。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于：所 述步驟（5)中奧氏體化的溫度為950°C，步驟（6)中一次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的 溫度為240°C，步驟（7)中二次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的溫度為320°C。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于：所 述步驟（5)中奧氏體化的溫度為900°C，步驟（6)中一次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的 溫度為240°C，步驟（7)中二次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的溫度為360°C。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硼高硅貝氏體耐磨耐蝕合金的制造方法，其特征在于：所 述步驟（5)中奧氏體化的溫度為900°C，步驟（6)中一次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的 溫度為240°C，步驟（7)中二次等溫淬火熱處理時(shí)等溫鹽浴爐中的溫度為400°C。
【文檔編號(hào)】C22C33/06GK104152808SQ201410261052
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月24日
【發(fā)明者】孫峰, 范靜, 鄔海斌 申請人:長興德田工程機(jī)械有限公司