專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低合金耐磨耐蝕鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低合金鋼及其制造方法，具體地說(shuō)是涉及一種Mn-Si-Cr-Mo-Al系低合金耐磨耐蝕鋼及其制造方法。
二背景技術(shù)：
海洋工程是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要方面之一，海水環(huán)境復(fù)雜，長(zhǎng)期在海水中工 作的挖泥船斗齒、離心泵葉片等受高速水流帶動(dòng)泥沙與工件表面形成的剪切力的 作用，腐蝕磨損相當(dāng)嚴(yán)重。目前海洋用金屬材料主要為碳鋼、低合金鋼以及高鉻 鑄鐵。這些材料普遍存在強(qiáng)韌性不夠、耐磨耐蝕綜合性能不足或者焊接修復(fù)困難 等問(wèn)題。
由于無(wú)碳化物貝氏體鋼具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，現(xiàn)已成為耐磨鋼的主要研 究方向，并已取得了諸多具有實(shí)用價(jià)值的研究成果。但這些研究主要集中于冶 金、礦山等陸地磨損工況的耐磨材料，即Mn-Si系為主的無(wú)^s灰化物貝氏體耐磨合 金鋼，而對(duì)含有耐蝕元素——鉻的Mn-Si-Cr-Mo系無(wú)碳化物貝氏體合金鋼的研究 則較少。事實(shí)上，Mn-Si-Cr-Mo系無(wú)碳化物貝氏體鋼是一類(lèi)兼具耐磨與耐蝕特性 的優(yōu)良材料，具有很好的研究意義和應(yīng)用前景。
目前常用的海洋用金屬材料為奧氏體不銹鋼、普通低碳鋼、低合金鋼、以及 鑄鐵等。奧氏體不銹鋼雖然耐蝕性?xún)?yōu)良，然而其強(qiáng)度硬度一般較低，難以作為耐 磨件使用。普通低碳鋼則在強(qiáng)度及耐蝕性上均有不足，鑄鐵材料腐耐蝕性能一般 較差，且存在焊接修復(fù)困難等問(wèn)題，低合金鋼目前發(fā)展前景較好，得到廣泛研 究，低合金鋼經(jīng)過(guò)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，同時(shí)提 高耐蝕性。本發(fā)明鋼即在中低合金鋼范圍內(nèi)，通過(guò)合金元素添加及熱處理工藝控 制，得到適合于海洋環(huán)境耐磨件使用的金屬材料。
三
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供了一種低合金耐磨耐蝕鋼，解決了現(xiàn)有海洋用金屬 材料普遍存在的強(qiáng)韌性不夠、耐磨耐蝕綜合性能不足和焊接修復(fù)困難等問(wèn)題。技術(shù)方案
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為C: 0.10% ~ 0.16%; Si: 1.0% ~ 1.6%; Mn: 0.8%-1.6%; Cr: 1.0% ~ 1.6%; Mo: 0.3%— 0.4%; Ni: 0.3% ~ 0.4%; Al: 0.6% ~ 1.0%; 稀 土+Nb: ^).1%;余量為Fe。
制備低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟電爐冶煉碳鋼新料進(jìn)高功 率電弧爐冶煉，依次加入鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、 稀土硅鐵，冶煉出爐溫度為1600 1620°C,得到鋼液；上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、 低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入量滿足以下條件使所得到鋼 液的化學(xué)成分按重量百分比為C: 0.10% ~ 0.16%; Si: 1.0% ~ 1.6%; Mn: 0.8% ~ 1.6%; Cr: 1.0% ~ 1.6%; Mo: 0.3o/o ~ 0.40/0 ; Ni: 0.3o/o ~ 0.4o/o; Al: 0.6%-1.0%; 稀土+Nb: ￡0.1%;余量為Fe。澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為 1610°C,鑄造成型；熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化 后，以油為淬火介質(zhì)冷卻至350。C保溫1.5小時(shí)，取出空冷，得到低合金耐磨耐 蝕鋼。
有益效果
本發(fā)明以Mn-Si-Cr-Mo系無(wú)碳化物貝氏體合金鋼為研究基礎(chǔ)，適當(dāng)調(diào)節(jié)碳含 量及其他合金元素含量，并加入有助于提高合金鋼耐蝕性的元素A1、 Nb，以及稀 土變質(zhì)處理，通過(guò)分級(jí)淬火熱處理工藝，形成Mn-Si-Cr-Mo-Al系無(wú)碳化物貝氏體 鋼，從而獲得了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鋼，該 種鋼具有較好的強(qiáng)韌性、耐磨耐蝕綜合性能和可焊接修復(fù)性，可用于解決輪船離 心泵受磨損葉片的修復(fù)問(wèn)題，也有望用于其他海洋用耐磨損可焊接零件。
具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的低合金耐磨耐蝕鋼與現(xiàn)有海洋用金屬材料相比，其優(yōu)越 性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
首先，本發(fā)明所獲得的低合金耐磨耐蝕鋼含碳量低，經(jīng)熱處理工藝后其微觀 組織結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)貝氏體，即無(wú)碳化物貝氏體。準(zhǔn)貝氏體組織(無(wú)碳化物貝氏體)是 我國(guó)學(xué)者康沫狂于八十年代初提出的，通過(guò)加入抑制碳化物析出的元素Si、 Al 等，阻止鋼中碳化物析出，則在貝氏體轉(zhuǎn)變溫區(qū)形成富碳鐵素體和體素體間殘余 奧氏體薄膜的組織結(jié)構(gòu)，富碳鐵素體強(qiáng)度提高，殘余奧氏體則提高了材料韌性。 同時(shí)，經(jīng)大量試驗(yàn)證明，準(zhǔn)貝氏體鋼可焊接性相對(duì)其他組織鋼種大大提高。本發(fā) 明鋼種通過(guò)在貝氏體溫區(qū)等溫?zé)崽幚砑纯傻玫竭@種組織。其次，耐蝕性能優(yōu)越在低壓力條件下，合金鋼海洋腐蝕磨損機(jī)制以腐蝕損 失為主，本發(fā)明通過(guò)合金元素的復(fù)合添加，使最終得到的鋼產(chǎn)品在耐海水腐蝕性 能方面優(yōu)于普通高強(qiáng)鋼，在低壓力環(huán)境下具有更好的抗腐蝕磨損性能。本發(fā)明中 幾種元素復(fù)合添加的作用分別為
① 鉻、鋁復(fù)合添加在鋼中，鋁與硅的作用類(lèi)似，均為非碳化物形成元
素，但其比硅對(duì)鋼的影響弱。另外，鋁是優(yōu)良除氧劑，可凈化鋼液，細(xì)化鑄態(tài)組 織。對(duì)于鋼的耐海水腐蝕性能，我國(guó)學(xué)者郭津年、黃亞敏、林連進(jìn)等發(fā)表的《低 合金鋼在海水中氧濃差腐蝕的研究》 一文，根據(jù)已往海水掛片試驗(yàn)數(shù)據(jù)及郭津年
等的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)耐海水腐蝕鋼種成分分析總結(jié)，得出Cr、 Al復(fù)合添加對(duì)提高鋼 耐海水腐蝕性能比較有效，含CKlmass。/。(質(zhì)量百分含量)的鋼氧濃差電流要比 碳鋼大，而Cr-Al鋼在Cr含量為1.5 2。/。時(shí)抗海水局部腐蝕性能較好，Cr含量大于 3mass%則容易造成局部腐蝕。Al元素含量對(duì)鋼的耐海水腐蝕作用，目前還停留 在試驗(yàn)研究階段，仍無(wú)定論，然而A1含量過(guò)高，鑄造過(guò)程中易形成大量難熔氧化 物，造成材料韌性降低，本鋼發(fā)明人對(duì)耐海水腐蝕性能優(yōu)良的低合金鋼種進(jìn)行總 結(jié)，在已有數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上適當(dāng)提高A1含量，以充分發(fā)揮其抗海水腐蝕作用，較合適 的鋁含量為0.6 ~ 1.0mass%。
② 錳、鈮復(fù)合添加微量的鈮加入鋼中形成穩(wěn)定的難熔化合物，強(qiáng)烈阻礙 奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化鑄態(tài)組織，對(duì)提高鋼的韌塑性及疲勞強(qiáng)度都十分有利。鈮 鋼在海水腐蝕過(guò)程中電荷傳遞電阻隨腐蝕時(shí)間延長(zhǎng)而增大，其耐海水腐蝕性能優(yōu) 于不含鈮鋼。Mn、 Nb復(fù)合添加對(duì)提高鋼的耐海水腐蝕性能很有好處，Mn元素顯 著推遲低合金鋼高溫區(qū)轉(zhuǎn)變，大大提高鈮在奧氏體中固溶度，促進(jìn)其均勻分布， 使Nb元素對(duì)鋼組織及性能的影響作用得到更大的發(fā)揮。
此外，本發(fā)明的低合金鋼的耐磨性能理想經(jīng)過(guò)本發(fā)明所述熱處理步驟后得 到的無(wú)碳化物貝氏體鋼，硬度達(dá)到HRC35以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1200MPa，符合高 強(qiáng)耐磨鋼要求，耐磨性能測(cè)試結(jié)果與國(guó)內(nèi)外低合金鋼耐磨性測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比較為理 想，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)耐磨低合金鋼水平。
四
圖l是本發(fā)明的耐磨耐蝕鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是對(duì)試樣進(jìn)行砂石磨粒磨損試驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1.79m/s時(shí)，正壓力對(duì)試樣不 同磨程下磨損量的影響。
圖3是對(duì)試樣進(jìn)行砂石磨粒磨損試驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2.45m/s時(shí)，正壓力對(duì)試樣不 同磨程下磨損量的影響。圖4是對(duì)試樣進(jìn)行砂石磨粒磨損試驗(yàn)，在磨損里程為16.105km時(shí)，不同轉(zhuǎn)速 下，試樣磨損量隨正壓力的變化曲線。
五具體實(shí)施例方式
以下的描述是對(duì)本發(fā)明的具體說(shuō)明，不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā)明的限定。 實(shí)施例l
一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為
C: 0.12%; Si: 1.2%; Mn: 0.8%; Cr: 1.0%; Mo: 0.3% ; Ni: 0.4%; Al : 0.6%; 稀土 0.02%; Nb: 0.08%;余量為Fe。 制備上述低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟
a. 電爐冶煉采用高功率電弧爐熔化爐料，碳鋼新料熔煉20%時(shí)，加入鉬 鐵、鎳板、鈮鐵及低碳鉻，熔煉至80%時(shí)加入部分鋁料，完全熔化后，取樣分 析，補(bǔ)足鋁量，并依次加入錳鐵(1620。C)、硅鐵(1630。C)、及稀土硅鐵(1650。C), 分別蓋除渣覆蓋劑，熔化后扒渣。降溫到1600- 1620°C,扒渣出爐，得到鋼液；
上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入 量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為C: 0.12%; Si: 1.2%; Mn: 0.8%; Cr: 1.0%; Mo: 0.3%; Ni: 0.4%; Al: 0.6%;稀土 0.02%; Nb: 0.08%;余量為Fe;
b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為1610。C,鑄造成型；
c. 熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬 火介質(zhì)冷卻至35(TC保溫1.5小時(shí)，取出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
實(shí)施例2
一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為
C 0.16%; Si 1.6%; Mn 0.8%; Cr 1.6%; Mo 0.4% ; Ni 0.4%; Al 0.6%; 稀土 0.05%; NbO.04%;余量為Fe。
制備上述低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟
a.電爐冶煉采用高功率電弧爐熔化爐料，碳鋼新料熔煉20%時(shí)，加入鉬 鐵、鎳板、鈮鐵及低碳鉻，熔煉至80%時(shí)加入部分鋁料，完全熔化后，取樣分析，補(bǔ)足鋁量，并依次加入錳鐵(1620。C)、硅鐵(1630。C)、及稀土硅鐵(1650。C), 分別蓋除渣覆蓋劑，熔化后扒渣。降溫到1600 ~ 1620。C，扒渣出爐，得到鋼液；
上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入 量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為CO.16%; Si 1.6%; Mn 0.8%; Cr 1.6%; Mo 0.4% ; Ni 0.4%; Al 0.6%; 稀土 0.05%; Nb 0.04%; 余量為Fe;
b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為1610°C，鑄造成型；
c. 熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬 火介質(zhì)冷卻至350'C保溫1.5小時(shí)，取出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
實(shí)施例3
一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為
C 0.15%; Si 1.60/o; Mn 1.0o/o; Cr 1.0o/o; Mo 0.4% ; Ni 0.3o/o; Al 1.0o/o; 稀土 0.03%; Nb: 0.05%;余量為Fe。
制備上述低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟
a. 電爐冶煉釆用高功率電弧爐熔化爐料，碳鋼新料熔煉20%時(shí)，加入鉬 鐵、鎳板、鈮鐵及低碳鉻，熔煉至80%時(shí)加入部分鋁料，完全熔化后，取樣分 析，補(bǔ)足鋁量，并依次加入錳鐵(1620。C)、硅鐵(1630。C)、及稀土硅鐵(1650。C), 分別蓋除渣覆蓋劑，熔化后扒渣。降溫到1600~ 1620°C,扒渣出爐，得到鋼液；
上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入 量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為CO.15%; Si 1.6%; Mnl.0o/o; Crl.0%; Mo 0.4o/o ; Ni 0.3%; Al 1.0%; 稀土 0.03o/o; Nb 0.050/o; 余量為Fe;
b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為161(TC，鑄造成型；
c. 熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬 火介質(zhì)冷卻至350。C保溫1.5小時(shí)，取出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
實(shí)施例4
一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的纟效觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為
CO.10%; Si 1.4%; Mnl.2%; Cr 1.2%; Mo 0.4% ; Ni 0.3%; Al 0.8%; 稀 土 0.06%; NbO.02%;余量為Fe。制備上述低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟
a. 電爐冶煉采用高功率電弧爐熔化爐料，碳鋼新料熔煉20%時(shí)，加入鉬 鐵、鎳板、鈮鐵及低碳鉻，熔煉至80%時(shí)加入部分鋁料，完全熔化后，取樣分 析，補(bǔ)足鋁量，并依次加入錳鐵(1620。C)、硅鐵(1630。C)、及稀土硅鐵(1650。C), 分別蓋除渣覆蓋劑，熔化后扒渣。降溫到1600~1620°C,扒渣出爐，得到鋼液；
上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入 量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為C 0.10%; Si 1.4%; Mn 1.2%; Cr 1.2%; Mo 0.4% ; Ni 0.3%; Al 0.8%;稀土 0.06%; Nb 0.02%;余量為 Fe;
b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為161(TC,鑄造成型；
c. 熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬 火介質(zhì)冷卻至350。C保溫1.5小時(shí)，取出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
實(shí)施例5
一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為
C 0.15%; Si 1.4%; Mn 1.0%; Cr 1.6%; Mo 0.4% ; Ni 0.3%; Al 0.8%; 稀 土 0.06%; NbO.02%;余量為Fe。
制備上述低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟
a. 電爐冶煉采用高功率電弧爐熔化爐料，碳鋼新料熔煉20%時(shí)，加入鉬 鐵、鎳板、鈮鐵及低碳鉻，熔煉至80%時(shí)加入部分鋁料，完全熔化后，取樣分 析，補(bǔ)足鋁量，并依次加入錳鐵(1620。C)、硅鐵(1630。C)、及稀土硅鐵(1650。C), 分別蓋除渣覆蓋劑，熔化后扒渣。降溫到1600~ 1620°C,扒渣出爐，得到鋼液；
上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入 量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為C 0.15%; Si 1.4%; Mn 1.0%; Cr 1.6%; Mo 0.4% ; Ni 0.3%; Al 0.8%;稀土 0.06%; Nb 0.02%;余量為 Fe;
b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為1610。C，鑄造成型；
c. 熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬火 介質(zhì)冷卻至35(TC保溫1.5小時(shí)，取出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
實(shí)施例6一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化 學(xué)成分按重量百分比為
C 0.14%; Si 1.2%; Mn 0.8%; Cr 1.4%; Mo 0.3% ; Ni 0.4%; Al 0.6%; 稀土 0.02%; NbO.07%;余量為Fe。
制備上述低合金耐磨耐蝕鋼的方法，包括以下步驟
a. 電爐冶煉采用高功率電弧爐熔化爐料，碳鋼新料熔煉20%時(shí)，加入鉬 鐵、鎳板、鈮鐵及低碳鉻，熔煉至80%時(shí)加入部分鋁料，完全熔化后，取樣分 析，補(bǔ)足鋁量，并依次加入錳鐵(1620。C)、硅鐵(1630。C)、及稀土硅鐵(1650。C)， 分別蓋除渣覆蓋劑，熔化后扒渣。降溫到1600- 1620°C，扒渣出爐，得到鋼液；
上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加入 量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為CO.14%; Si 1.2%; Mn 0.8%; Cr 1.4%; Mo 0.3% ; Ni 0.4%; Al 0.6%; 稀土 0.02%; Nb 0.07%; 余量為Fe;
b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為1610。C,鑄造成型；
c. 熱處理工藝將澆注步驟后獲得的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬 火介質(zhì)冷卻至350。C保溫1.5小時(shí)，耳又出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
實(shí)施例7
按照實(shí)施例2所得鋼組織均勾致密，微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體(見(jiàn)附 圖l),經(jīng)測(cè)試，其硬度達(dá)到HRC35以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1200MPa,耐磨、耐蝕 且焊接性能良好。
對(duì)實(shí)施例2制得的鋼進(jìn)行砂石磨粒磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如附圖2、 3和4: 試驗(yàn)設(shè)備MLS-225濕式橡膠輪磨粒磨損試驗(yàn)機(jī)沖擊腐蝕磨損介質(zhì)石英
砂加水(石英砂粒度為20目，與水的體積比為4 : 3,調(diào)節(jié)pH-3);橡膠輪轉(zhuǎn)速
240r/min (即2.45m/s)。
試驗(yàn)結(jié)果當(dāng)正壓力為70N時(shí)，磨程12km對(duì)應(yīng)的磨損量為0.81g,即磨損速度
為65mg/km。
對(duì)比數(shù)據(jù)瑞典學(xué)者Ann Sundstr6m等在WEAR上發(fā)表的Wear behaviour of some low alloyed steels under combined impact/abrasion contact conditions—文,研 究了在沖擊磨損條件下幾種低合金鋼的磨損行為，其含碳量為0.061~0.2%，磨料 為12 20mm大小的花崗巖，硬度700HV左右，沖擊功約0.1J,磨損時(shí)間60min,換 算成磨程為1.357km,磨損量為351 539mg (即磨損速度為258 397mg/km)。其中含碳量為0.17%的低合金鋼與本發(fā)明鋼碳含量相近，這種鋼在該條件下的磨損 量為395mg,即磨損速度為265mg/km。
由此可件，本發(fā)明的鋼才耐磨性能方面明顯優(yōu)異。
實(shí)施例2所得到的耐磨耐蝕鋼在正壓力較小時(shí)，其磨損速度隨磨程增加而減 慢；正壓力增大時(shí)，磨損量呈線性增加趨勢(shì)，其磨損速度由正壓力與橡膠輪轉(zhuǎn)速 共同決定。相同磨程條件下，橡膠輪轉(zhuǎn)速越小，磨損量越大。附圖3為磨損里程 為16.105km時(shí)，不同轉(zhuǎn)速下，試樣磨損量隨正壓力變化的情況。
實(shí)施例2所得的耐磨耐蝕鋼，MPX - 2000型盤(pán)銷(xiāo)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)銷(xiāo)盤(pán)磨損 試驗(yàn)正壓力20N, 180目碳化硅水砂紙干磨，磨程312m,磨損量為22mg;磨程 1560m,磨損量為180mg。潤(rùn)滑條件下正壓力30N磨程1000m,磨損量43mg;磨程 5000m，磨損量200mg。
對(duì)比數(shù)據(jù)匡加才等2006年在吉林大學(xué)學(xué)報(bào)上發(fā)表的《高強(qiáng)度低合金空冷貝 氏體鑄鋼》 一文，對(duì)幾種空冷貝氏體鑄鋼進(jìn)行磨損試驗(yàn)，使用ML-10型銷(xiāo)盤(pán)式兩 體磨損試驗(yàn)機(jī)，120號(hào)石英水砂紙與試樣對(duì)磨，磨程為10.409m,載荷為7.84N, 含碳量為0.15%左右的空冷貝氏體鑄鋼，磨損量為6mg左右。
由以上對(duì)比可知，本發(fā)明鋼具有更為優(yōu)良的耐磨性能。
權(quán)利要求
1. 一種低合金耐磨耐蝕鋼，該鋼的微觀組織結(jié)構(gòu)為無(wú)碳化物貝氏體，該鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C0. 10％～0.16％；Si1. 0％～1.6％；Mn0. 8％～1.6％；Cr1. 0％～1.6％；Mo0. 3％～0.4％；Ni0. 3％～0.4％；Al0. 6％～1.0％；稀土+Nb≤0. 1％；余量為Fe。
2. —種權(quán)利要求1所述低合金耐磨耐蝕鋼的制造方法，其特征在于包括以下步 驟a. 電爐冶煉碳鋼新料進(jìn)高功率電弧爐冶煉，冶煉過(guò)程中依次加入鉬鐵、鎳 板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵，冶煉出爐溫度為 1600~1620°C,得到鋼液；上述鉬鐵、鎳板、鈮鐵、低碳鉻、工業(yè)純鋁、錳鐵、硅鐵、稀土硅鐵的加 入量滿足以下條件使所得到鋼液的化學(xué)成分按重量百分比為 C: 0.10% ~ 0.16%; Si: 1.0%~1.6%; Mn: 0.8%-1.6%; Cr: 1.0%-1.6%; Mo: 0.3% ~ 0.4%; Ni: 0.3% ~ 0.4%; Al: 0.6o/o~ 1.00/0; 稀土+Nb: 50.1%; 余量為Fe;b. 澆注進(jìn)行鋼液澆注，澆注溫度為1610。C,鑄造成型，得鑄態(tài)鋼；c. 熱處理工藝澆注后得到的鑄態(tài)鋼經(jīng)1000。C奧氏體化后，以油為淬火介質(zhì) 冷卻至35(TC保溫1.5小時(shí)，耳又出空冷，得到低合金耐磨耐蝕鋼。
全文摘要
本發(fā)明以Mn-Si-Cr-Mo系無(wú)碳化物貝氏體合金鋼為研究基礎(chǔ)，適當(dāng)調(diào)節(jié)碳含量及其他合金元素含量，并加入有助于提高合金鋼耐蝕性的元素Al、Nb，以及稀土變質(zhì)處理，通過(guò)分級(jí)淬火熱處理工藝，形成Mn-Si-Cr-Mo-Al系無(wú)碳化物貝氏體鋼，從而獲得了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鋼，該種鋼具有較好的強(qiáng)韌性、耐磨耐蝕綜合性能和可焊接修復(fù)性，可用于解決輪船離心泵受磨損葉片的修復(fù)問(wèn)題，也有望用于其他海洋用耐磨損可焊接零件。
文檔編號(hào)C21D1/58GK101423916SQ20081024377
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者江靜華, 王秋月, 馬愛(ài)斌 申請(qǐng)人:河海大學(xué);南京河?？萍加邢薰?br>