本發明涉及耐磨材料技術領域，尤其涉及一種使用納米變質劑的鋼鍛。
背景技術：
鋼鍛是球磨機中的粉碎介質，廣泛用于水泥、礦山、建材等行業，在國民經濟發展中起著巨大作用。隨著對粉碎介質需求量的增加，鋼鍛的消耗也在大幅度增加，而鋼鍛存在的問題也越來越明顯，如鋼鍛存在耐磨性與耐腐蝕性不足，硬度、強度、韌性及抗抗擊性還有待提高，因此，改善鋼鍛性能，提高鋼鍛的使用壽命，將會產生很大的經濟效益。
技術實現要素：
基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種納米變質劑的鋼鍛，其具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，同時具有良好的強度、硬度、抗沖擊韌性等力學性能，還具有使用壽命長等優點。
本發明提出的一種使用納米變質劑的鋼鍛，其原料按重量份包括：廢鐵100-120份、錳鐵0.6-1份、鈮鐵0.2-0.8份、釩鐵1.5-2份、鉻鐵3-5份、硅鈣合金0.8-1.5份、鉬鐵1-2份、鋁粉0.4-0.8份、稀土鐵合金0.2-0.5份、納米變質劑0.7-1.2份。
具體實施例中，廢鐵的重量份還可以為份103、105、108、110、115、118，錳鐵的重量份還可以為0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95份，鈮鐵的重量份還可以為0.25、0.35、0.45、0.5、0.65、0.75份，釩鐵的重量份還可以為1.6、1.7、1.75、1.8、1.9份，鉻鐵的重量份還可以為3.4、3.7、4、4.2、4.5、4.8份，硅鈣合金的重量份還可以為0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4份，鉬鐵的重量份還可以為1.2、1.4、1.5、1.7、1.9份，鋁粉的重量份還可以為0.5、0.6、0.65、0.7、0.75份，稀土鐵合金的重量份還可以為0.25、0.3、0.35、0.4、0.45份，納米變質劑的重量份還可以為1.1、1.2、1.3、1.4份。
優選地，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3-4.5％、V：6.2-7.8％、Si：18-25％、B：0.8-1.6％、Be：0.5-1％、Mg：2.5-4％、Mo：1.2-2.2％、Ti：4.2-5％、Sr：1-2％、Re：7-12％，余量為Fe。
具體實施例中，Cr的質量分數還可以為3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.3％，V的質量分數還可以為6.5％、6.8％、7％、7.2％、7.5％，Si的質量分數還可以為19％、20％、21％、22％、23％、24％，B的質量分數還可以為0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％，Be的質量分數還可以為0.6％、0.7％、0.8％、0.9％，Mg的質量分數還可以為2.7％、3％、3.2％、3.5％、3.8％，Mo的質量分數還可以為1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.1％，Ti的質量分數還可以為4.3％、4.5％、4.7％、4.8％、4.9％，Sr的質量分數還可以為1.2％、1.4％、1.5％、1.7％、1.9％，Re的質量分數還可以為8％、9％、10％、10.5％、11％、11.5％，余量為Fe。
優選地，納米變質劑的組分中，Mg、Sr、Re的質量分數滿足如下關系式：13％≤Mg+Sr+Re≤15.5％。
優選地，納米變質劑的組分中，V、Si、Mo、Ti的質量分數滿足如下關系式：32％≤V+Si+Mo+Ti≤37.6％。
優選地，納米變質劑的組分中，Be、Mg的質量分數滿足如下關系式：3.5％≤Be+Mg≤4.5％。
優選地，Cr、Be、V滿足如下關系式：100×wV＝100×wCr+100×wBe+3，其中，wV、wCr、wBe分別為Cr、Be、V在納米變質劑的組分中的質量分數。
優選地，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3.5-4％、V：6.5-7.5％、Si：20-22％、B：1-1.4％、Be：0.7-0.8％、Mg：3-3.5％、Mo：1.5-1.9％、Ti：4.4-4.8％、Sr：1.3-1.6％、Re：8.5-10％，余量為Fe。
優選地，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3.7％、V：7.5％、Si：21％、B：1.25％、Be：0.8％、Mg：3.25％、Mo：1.68％、Ti：4.5％、Sr：1.6％、Re：9.6％，余量為Fe。
本發明采用常規制備工藝制得。
本發明通過加入廢鐵、錳鐵、鈮鐵、釩鐵、鉻鐵、鉬鐵，為鋼鍛具有良好的強度、硬度、韌性等力學性能奠定了基礎；硅鈣合金和鋁粉配合，減少鋼鍛合金液中O、S等雜質的含量，提高鋼鍛的性能；再通過添加少量的納米變質劑，進一步改善鋼鍛的組織形態，全面提高鋼鍛所需性能；納米變質劑中，Mg、Sr、Re之間相互配合，功效持久，損耗少且無污染，減少貴重金屬的使用，降低生產成本，改善共晶硅形態及分布，有效抑制反球化元素對球化的干擾，提高鋼鍛合金液的流動性，改善鋼鍛的力學性能，延長鋼鍛使用壽命；控制V、Si、Mo、Ti的含量，與鋼鍛合金液中的C反應生成碳化物，成為異質核心，提高形核率，使共晶轉變機理發生變化，有利于離異共晶的形成，同時使共晶碳化物的尖角變得圓鈍，共晶碳化物發生分割并斷開、孤立且均勻分布，起到彌散強化的效果，提高鋼鍛的硬度和強度；Mg、Sr、Re與V、Si、Mo、Ti配合，使碳化物趨于圓整和細化，長片狀傾向得到有效遏制，網狀分布基本消失，碳化物呈細小、孤立狀分布，同時提高形核率，有效細化組織晶粒，同時除去鋼鍛合金液中S、P、O、N等雜質，且與S、P、O、N等雜質反應生成的產物部分作為異質核心，促進非均勻形核的形成，大部分產物浮到鋼鍛合金液表面，通過除渣除去，有效凈化鋼鍛合金液，鋼鍛金屬組織中縮松等現象基本消失，顯著提高鋼鍛的耐腐蝕性、耐磨性、韌性和抗沖擊性等性能；Be和Cr、V配合，促進針狀鐵素體的形成，有效阻止裂紋的擴展，提高鋼鍛力學性能的穩定性，且Be和Mg配合，在形核核心表面富集起到保護膜的作用，有效抑制碳化物的長大及改善共晶硅的形態，同時對未凝固的合金溶液起到阻礙形核形成及長大的作用，促進偽共晶組織的形成，使得碳化物得到有效細化，提高鋼鍛的韌性和抗沖擊性。納米變質劑各組成間通過相互配合，優于單一變質劑，消除金屬組織中的網狀結構和樹枝晶結構，晶粒被有效細化，抑制第二相顆粒的長大，第二相顆粒細小而彌散的分布在鋼鍛中，起到彌散強化效果，同時提高形核率，改善鋼鍛中的碳化物形態和共晶組織，全面提高鋼鍛所需性能。本發明提出了一種納米變質劑的鋼鍛，其具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，同時具有良好的強度、硬度、抗沖擊韌性等力學性能，還具有使用壽命長等優點。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
本發明提出的一種使用納米變質劑的鋼鍛，其原料按重量份包括：廢鐵100份、錳鐵1份、鈮鐵0.2份、釩鐵2份、鉻鐵3份、硅鈣合金0.8份、鉬鐵2份、鋁粉0.4份、稀土鐵合金0.2份、納米變質劑0.7份。
其中，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3％、V：7.8％、Si：18％、B：1.6％、Be：1％、Mg：2.5％、Mo：1.2％、Ti：5％、Sr：1％、Re：12％，余量為Fe。
實施例2
本發明提出的一種使用納米變質劑的鋼鍛，其原料按重量份包括：廢鐵120份、錳鐵0.6份、鈮鐵0.8份、釩鐵1.5份、鉻鐵5份、硅鈣合金1.5份、鉬鐵1份、鋁粉0.8份、稀土鐵合金0.5份、納米變質劑1.2份。
其中，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：4.5％、V：6.2％、Si：25％、B：0.8％、Be：0.5％、Mg：4％、Mo：2.2％、Ti：4.2％、Sr：2％、Re：7％，余量為Fe。
實施例3
本發明提出的一種使用納米變質劑的鋼鍛，其原料按重量份包括：廢鐵110份、錳鐵0.85份、鈮鐵0.52份、釩鐵1.72份、鉻鐵4.2份、硅鈣合金1.2份、鉬鐵1.6份、鋁粉0.65份、稀土鐵合金0.35份、納米變質劑0.95份。
其中，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3.7％、V：7.5％、Si：21％、B：1.25％、Be：0.8％、Mg：3.25％、Mo：1.68％、Ti：4.5％、Sr：1.6％、Re：9.6％，余量為Fe。
實施例4
本發明提出的一種使用納米變質劑的鋼鍛，其原料按重量份包括：廢鐵106份、錳鐵0.9份、鈮鐵0.35份、釩鐵1.85份、鉻鐵3.5份、硅鈣合金1.32份、鉬鐵1.2份、鋁粉0.68份、稀土鐵合金0.25份、納米變質劑1.1份。
其中，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3.4％、V：7％、Si：20.5％、B：1.35％、Be：0.6％、Mg：3.65％、Mo：1.5％、Ti：4.75％、Sr：1.2％、Re：10.5％，余量為Fe。
實施例5
本發明提出的一種使用納米變質劑的鋼鍛，其原料按重量份包括：廢鐵115份、錳鐵0.68份、鈮鐵0.62份、釩鐵1.65份、鉻鐵4.4份、硅鈣合金1.1份、鉬鐵1.85份、鋁粉0.48份、稀土鐵合金0.42份、納米變質劑0.8份。
其中，納米變質劑的組分按質量分數包括：Cr：3.1％、V：6.8％、Si：22.5％、B：1.15％、Be：0.7％、Mg：2.85％、Mo：1.95％、Ti：4.35％、Sr：1.75％、Re：8.5％，余量為Fe。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。