專利名稱：一種抗磨低鉻鐵基合金材料及其生產方法
技術領域：
本發明屬于一種鐵基合金及其制造方法，尤其屬于一種含鉻、鉬、鎳、硅、錳、硼、 釩、銅等元素的抗磨損性低鉻鐵基合金材料及其生產方法，該耐磨合金材料主要應用于冶金、電力、建筑、船舶、煤炭、化工、礦山和機械行業的抗磨損零部件，如應用于混凝土泵車臂架彎管、礦山破碎機械等設備。
背景技術：
近十年來，中國抗磨材料技術上雖然縮小了與材料科學發達國家的差距。但是，中國的混凝土泵車生產商在選用混凝土泵車臂架用彎管時，因國內采用高鉻技術(鉻的含量在20%-30%)生產的高鉻混凝土泵車臂架彎管仍因材料抗疲勞性不強；耐磨性較差，而無法達到使用要求，主要表現為使用壽命較短，不得不從國外(如德國)采購混凝土泵車臂架彎管，或采購相應材料自行加工。從國外進口此類材料，成本很高，光一個混凝土泵車臂架彎管的成本就超過了 2000元人民幣。低鉻鐵基合金是一種廉價的耐磨材料.被廣泛用廠礦山、水泥等行業。低鉻白口鐵使用中存在的主要問題主要是抗沖擊韌性低，即表現為易破碎。低鉻鑄鐵雖具有一定的硬度和耐磨性，但連續網狀碳化物對基體的割裂作用造成材料韌性儲備小、易脆斷的弱點； 另外，低鉻鑄鐵的顯微組織表現為各向異性，性能(主要是韌性)波動大，產品質量不能保證，這些都限制了低鉻鑄鐵的使用。可是，低鉻鐵基合金由于成本低廉、工藝簡便、可用沖天爐熔煉等優點，低鉻鑄鐵在低應力、中低硬度磨料磨損情況下，尤其是水泥行業得到了應用，其市場還將不斷擴大。現國內外對含鉻鑄鐵的研究重點集中在高鉻鑄鐵與中鉻鑄鐵上，對于成本低廉、 工藝簡便的低鉻(含鉻量小于5% )耐磨合金研究與開發的較少。所以，有必要研制一種較好地維持含鉻鐵基材料硬度與材料沖擊值的平衡新技術，既要實現材料硬度與材料沖擊值的最大均衡值，又要保持成本低廉、工藝簡便的特點。
發明內容
本發明的目的在于提供一種沖擊韌性與硬度值比較均衡的抗磨低鉻鐵基合金材料及其生產方法。實現發明目的的技術方案是在低鉻鐵基合金的冶煉過程中，將低鉻鐵基合金的化學成分(質量分數)控制在下表配方所示幅度里，即在冶煉過程中，讓抗磨低鉻鐵基合金鐵水中含有下述配方A或配方B所示成分
權利要求
1.一種抗磨低鉻鐵基合金材料，其化學成分含有鐵、鉻、鉬、鎳、硅、錳、硼、釩、銅、硫、 磷，和不可避免的雜質和/或冶煉添加劑，其特征在于所述抗磨低鉻鐵基合金中含有如下化學成分(質量百分比)碳 2. 4-3. 2 %、鉬 0. 85-1. 2 %、鉻 4. 0-5. 0 %、鎳 3. 4-4. 6 %、猛 1. 1-1. 8 %、硅 1. 0-1. 5%、釩 0. 13-2. 0%、銅 0. 1-0. 25%。
2.如權利要求1所述的抗磨低鉻鐵基合金材料，其特征在于所述抗磨低鉻鐵基合金材料中含有下述化學成分(質量百分比)1)碳2.8%、鉬 1.0%、鉻 4.8%、鎳 3.5%、猛 1. 15%、硅 1. 1%、釩 0. 15%、銅 0. 15% ；或者2)碳2.8%、鉬 1.2%、鉻 5.0%、鎳 4.5%、錳 1.8%、硅 1. 5%、硼 0. 2%、釩 0. 2%、銅0.2% ；或者3)碳3.0%、鉬 0.8%、鉻 3.8%、鎳 2.8%、錳 1.2%、硅 1. 1%、硼 0. 12%、釩 0. 15%、銅 0.1%。
3.—種如權利要求1所述抗磨低鉻鐵基合金材料的生產方法，其特征在于冶煉過種中，對抗磨低鉻鐵基合金的鐵水成分(質量百分比)調整在如下幅度內，以便讓所述抗磨低鉻鐵基合金材料中含有下述成分碳 2. 4-3. 2 %、鉬 0. 85-1. 2 %、鉻 4. 0-5. 0 %、鎳 3. 4-4. 6 %、猛 1. 1-1. 8 %、硅1.0-1. 5%、釩 0. 13-2. 0%、銅 0. 1-0. 25%。
4.一種如權利要求1所述的抗磨低鉻鐵基合金材料生產方法，其特征在于冶煉過種中，將鐵水成分在下述任一配方所示的任一個或者兩個以上至全部元素的含量進行7%之內的左右調整(質量百分比)1)碳2.8%、鉬 1. 0%、鉻 4. 8%、鎳 3. 5%、錳 1. 15%、硅 1. 1%、釩 0. 15%、銅 0. 15% ；2)碳2. 8%、鉬 1. 2%、鉻 5. 0%、鎳 4. 5%、錳 1. 8%、硅 1. 5%、硼 0. 2%、釩 0. 2%、銅 0. 2% ；3)碳3. 0%、鉬 0. 8%、鉻 3. 8%、鎳 2. 8%、錳 1. 2%、硅 1. 1%、硼 0. 12%、釩 0. 15%、銅 0.1%。
5.如權利要求4所述的抗磨低鉻鐵基合金材料生產方法，其特征在于在冶煉過種中， 對抗磨低鉻鐵基合金的鐵水成分(質量百分比)調整至下述任一個配方所示成分量，以便讓所述抗磨低鉻鐵基合金材料中含有下述成分1)碳2.8%、鉬 1.0%、鉻 4.8%、鎳 3.5%、猛 1. 15%、硅 1. 1%、釩 0. 15%、銅 0. 15% ；2)碳2.8%、鉬 1.2%、鉻 5.0%、鎳 4.5%、錳 1.8%、硅 1. 5%、硼 0. 2%、釩 0. 2%、銅 0. 2% ；3)碳3.0%、鉬 0.8%、鉻 3.8%、鎳 2.8%、錳 1.2%、硅 1. 1%、硼 0. 12%、釩 0. 15%、銅 0.1%。
6.一種用權利要求1所述抗磨低鉻鐵基合金材料制成的混凝土泵車臂架彎管，或磨球，或妖直輥，或軋輥或泵體，其特征在于所述的混凝土泵車臂架彎管或磨球或妖直輥或軋輥或泵體的化學成分含有(質量百分比)碳 2. 4-3. 2 %、鉬 0. 85-1. 2 %、鉻 4. 0-5. 0 %、鎳 3. 4-4. 6 %、猛 1. 1-1. 8 %、硅 1. 0-1. 5%、釩 0. 13-2. 0%、銅 0. 1-0. 25%。
7.一種用權利要求2所述抗磨低鉻鐵基合金材料制成的混凝土泵車臂架彎管，或磨球，或妖直輥，或軋輥，或泵體，其特征在于所述的混凝土泵車臂架彎管或磨球或妖直輥或軋輥或泵體的化學成分含有(質量百分比)1)碳2.8%、鉬 1. 0%、鉻 4. 8%、鎳 3. 5%、錳 1. 15%、硅 1. 1%、釩 0. 15%、銅 0. 15% ；或者2)碳2.8%、鉬 1.2%、鉻 5.0%、鎳 4.5%、錳 1.8%、硅 1. 5 %、硼 0. 2 %、釩 0. 2 %、銅 0. 2% ；或者3)碳3. 0%、鉬 0. 8%、鉻 3. 8%、鎳 2. 8%、錳 1. 2%、硅 1. 1%、硼 0. 12%、釩 0. 15%、銅 0.1%。
8.—種如權利要求1所述的抗磨低鉻鐵基合金材料生產方法，其特征在于對所述抗磨低鉻鐵基合金材料進行熱處理時的方法是首先升溫并控制溫度在550-650攝氏度，在此溫度下保溫2-4小時后，繼續升溫至 950-1050攝氏度，在此溫度下保溫2-4小時后進行油淬。
全文摘要
一種抗磨低鉻鐵基合金材料及其生產方法。本發明產品含有鉻、鉬、鎳等元素的抗磨損性低鉻鐵基合金材料及其生產方法，該耐磨合金材料主要應用于冶金、電力、建筑、船舶、煤炭、化工、礦山和機械行業的抗磨損零部件，如應用于混凝土泵車臂架彎管、礦山破碎機械等設備。這種低鉻鐵基合金中含有如下化學成分碳2.4-3.2％、鉬0.85-1.2％、鉻4.0-5.0％、鎳3.4-4.6％、錳1.1-1.8％、硅1.0-1.5％、釩0.13-2.0％、銅0.1-0.25％。本發明產品在鑄態或鑄態去應力處理狀態的ak大于5J/cm2，HRC值大于55；或在硬化態或硬化態去應力處理的ak大于6J/cm2，HRC值大于60。
文檔編號C21D1/18GK102418030SQ201110380020
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者廖葦 申請人:廖葦