[发明专利]一种ZG10Cr1Mn1Si1A板条马氏体耐磨低合金钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种ZG10Cr1Si1A板条马氏体耐磨低合金钢及其制造方法，属冶金工业领域。

技术背景

我国始终将金属耐磨材料以及抗磨技术的研发和应用放在重要的地位，在转化吸收国外先进工艺技术、装备的基础上，研发生产的耐磨材料品种齐全，各类材料的机械性能满足生产使用的需要，不仅延续了具有代表性的耐磨材料生产技术，还开发出一系列新的产品，如改性高锰钢、奥氏体耐磨钢、耐磨合金钢。但是，此类合金钢都必须添加多种元素才能提高其耐磨和韧性，以高锰钢为例，高锰钢铸态韧性差，须经过水淬处理才能提高其韧性，在大冲击工作环境中才能提高其表面硬度，最终取得较为理想的使用效果，反之效果不好。高锰钢屈服强度低，σs仅350MPa，对于工作负荷大的工作，具有使用中易变形、易磨损、易断裂等缺点。高锰钢极易加工硬化，因而很难加工，绝大多数是铸件，极少量用锻压方法加工。高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1.5倍，为碳素钢的2倍，故铸造时体积收缩和线收缩率均较大，容易出现应力和裂纹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产低元素合金钢的方法，生产出韧性高，耐磨性高的钢种。所以如何提高合金钢的初始化硬度、加工硬化能力及屈服强度，克服高温塑性磨损、低温脆裂是本发明所要实现的关键工作。

为实现上述目的，本发明通过以下基本化学成分的设计和技术方案来实现本发所提供的一种ZG10Cr1Si1A板条马氏体耐磨低合金钢化学成份及其质量百分比为：0.08～0.15％C，0.8～1.5％Mn，0.7～1.5％Si，0.8～1.5％Cr，＜0.1％P，＜0.1％S，0.005～0.007％B，0.02％RE少量稀土。本发明采用低碳、多元少量的配比，进行铸造成型，并填加小元素适量，铸态组织为珠光体+网状铁素体。

本发明所提供的ZG10Cr1Si 1A板条马氏体耐磨低合金钢及其制造方法，其过程是：

1、通过铸造的生产方法，将所需的元素铬、锰、硅、碳等熔合为合金金属。

2、通过热处理工艺将合金加热到奥氏体区，加热温度为930-1050℃。

3、进行快速冷却(水冷)，得到板条马氏体+残余奥氏体的金相组织。

板条马氏体组织具有很高的机械性能，当受到强烈冲击、压力时产生加工硬化，从而起到耐磨损的作用，由于具有很高的强韧性不易出现脆性断裂从而保证了使用的安全性，本发明的化学成分的确定依据为：

Cr元素作用：提高淬透性、耐蚀性，并能形成碳化物强化金相，

Mn元素作用：扩大奥氏体相区提高淬透性降低Ms点，扩大马氏体形成区域。可使强度、塑性同时提高，

Si元素作用：提高弹性极限、强烈提高钢的变形抗力及冲击疲劳强度，减轻低温回火脆性。

稀土元素作用：具有强烈脱氧、脱硫作用，使晶粒细化，稀土加入会使韧性增加。

B元素作用：强烈提高淬透性

有益效果

与现有材料比较具有以下优点：

1、强度更高；2、韧性更好；3、减少了铬、钼、钨等贵金属的用量，使用我国富产的锰、硅等元素来替代钼、镍、钨等贵金属；4、成本较低；5、安全性更高。6、该钢变形能力强、不断裂、耐磨性高于高锰钢，适合于代替高锰钢耐磨件。7、可焊性好。

各化学成分及力学性能

表1ZG10Cr1Si1A板条马氏体耐磨低合金钢化学成分

力学性能：

硬度：35-45HRC  抗拉强度＞1200Mpa冲击韧性＞45J/cm²

附图说明

图1为回火后金相组织为板条马低体