[发明专利]一种碎煤机锤头用耐磨钢

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种碎煤机锤头用耐磨钢。

背景技术

材料的破坏有3种形式：即断裂、腐蚀和磨损。材料磨损尽管不像另外两种形式，很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。中国工程院组织的调查显示，2006年我国消耗在磨损、摩擦和润滑方面的资金估计为9500亿元，约占国内生产总值GDP的4.5％。因此，研究新型耐磨材料，减轻材料磨损，将具有极其重要的意义。

在耐磨材料应用领域，主要有奥氏体高锰钢和高铬白口铸铁，前者只有在高冲击下才发生加工硬化，显示出优异耐磨性，后者含有25％以上的高硬度碳化物，具有硬度高和耐磨性好等特点，但脆性大，只适合于低应力磨损条件下使用。中锰钢经水韧处理后，也可转变成奥氏体，具有较好的强韧性，且因锰含量的下降，具有更好的加工硬化效果，是替代高锰钢的理想材质。中国发明专利CN101182617公开了一种采用中锰钢制作石料分级用的筛板及其制造方法，首先制作中锰钢筛板型砂成型模或消失模，将86.6～92.5％铁、5～10.9％锰、0.8～1.3％碳和0.4～1.2％硅熔化为温度为1350～1600℃的中锰钢钢水，然后注入到中锰钢筛板型砂成型模或消失模中，待自然冷却后，由型腔中取出铸件并打磨掉毛刺，再以每小时升温50℃～60℃的幅度连续升温到650℃～700℃后，保温1～2小时，然后再以每小时升温50℃～60℃的幅度升温至950～1200℃，保温1～2小时，出炉后的铸件立即用强吹风加喷水雾快速冷却，冷却后的铸件用滚压设备压平，即得石料分级用筛板。采用本发明制造的中锰钢，奥氏体基体中易析出碳化物，脆性较大。

中国发明专利CN1424159还公开了一种共晶体增强奥氏体中锰钢电磁场制备方法，取材料成分为：1.2％-1.55％C，6.8％-7.5％Mn，1.0％-1.8％Si，＜0.038％P，＜0.025％S，＜0.025％O，其余为Fe，在氩气保护下，将材料在感应线圈中加热熔化，当合金液过热100℃后，控制合金的温度与磁感应强度，使合金液在1500～1400℃之间于磁场中作用5～10分钟，断电随炉冷却。该发明利用电磁场的加热搅拌作用，影响合金元素在凝固过程中的偏析及相的生成，从而改变奥氏体中锰钢中团球共晶体数量、形态与分布，提高共晶体颗粒增强奥氏体中锰钢的综合性能。该发明材料中含有较多的硅，导致组织粗大，且易形成夹杂物，降低材料性能。另外，采用电磁场制备，存在效率低、能耗高等不足。此外，铸造中锰钢还存在铸造性能差和铸件落砂清理过程中易断裂等不足，因此国内外的推广应用缓慢。

发明内容

本发明的目的在于提出一种碎煤机锤头用耐磨钢，该耐磨钢通过对合金元素的选择及含量的调整，改善其耐磨性等性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种碎煤机锤头用耐磨钢，该耐磨钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：1.3-1.5，Mn：3.2-3.4，Si：0.2-0.4，Cr：4.2-4.4，B：0.06-0.08，Mo：0.4-0.6，Ce：0.1-0.2，Nb：0.2-0.4，Ba：0.05-0.07，S＜0.02，P＜0.02，余量Fe和不可避免的杂质。

优选，该耐磨钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：1.35-1.45，Mn：3.25-3.35，Si：0.25-0.35，Cr：4.25-4.35，B：0.065-0.075，Mo：0.45-0.55，Ce：0.13-0.17，Nb：0.25-0.35，Ba：0.055-0.065，S＜0.02，P＜0.02，余量Fe和不可避免的杂质。

最优选，该耐磨钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：1.40，Mn：3.30，Si：0.30，Cr：4.30，B：0.070，Mo：0.50，Ce：0.15，Nb：0.30，Ba：0.060，S＜0.02，P＜0.02，余量Fe和不可避免的杂质。

本发明中的合金元素的主要作用为：

碳和锰：采用高碳含量，降低锰含量，使钢抵抗磨料压入犁沟和切削的能力增强，从而可改善钢的耐磨性，高含碳量可提高其耐磨性。

铬：铬加入耐磨铸钢中，固溶于基体后能够提高基体强度，有利于改善铸钢耐磨性，但加铬锰钢铸件因钢中含铬奥氏体稳定性降低，碳化物更容易析出，铸态组织中碳化物数量增多，从而使铸件脆性增加，因而综合考虑控制铬含量在上述范围。

铌：铌能显著细化奥氏体晶粒，提高钢的强度和韧性。但加入量过多，反而损害钢的强度和韧性，并且增加成本。