[发明专利]高铬铸铁合金材料及其制造方法和应用

说明书

本发明涉及一种高铬铸铁合金材料及其制造方法和应用，由以下各元素质量百分含量组成：2.0％～3.5％的C，0.5％～1.5％的Si，0.5％～1.5％的Mn，12％～25％的Cr，0.2％～1.5％的Ni，0.2％～3.0％的Mo，0.5％～3.5％的Nb，0.1％～1.0％的V，0.1％～1.0％的Ti，0.01％～0.05％的N，余量为Fe。本发明的高铬铸铁合金材料，上述各元素配合形成屈氏体基体和分布在所述屈氏体基体内的颗粒，所述颗粒包括M₇C₃颗粒、NbC颗粒以及Ti(C，N)颗粒，其中元素M包括Cr，V，Ti及Mo。由于NbC颗粒给M₇C₃颗粒提供了异质形核点，从而使得M₇C₃颗粒细化，M₇C₃颗粒团簇的尺寸为110μm左右，进而提高高铬铸铁合金材料的韧性；此外，Ti(C，N)颗粒分布在基体中，可大大提高高铬铸铁合金材料的耐磨性。本发明高铬铸铁合金材料可广泛应用于线材热轧辊领域。

技术领域

本发明涉及合金材料科学技术领域，特别是涉及一种高铬铸铁合金材料及其制造方法和应用。

背景技术

轧辊是使轧材金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。由于轧辊的工作特性，轧辊的制造材料必须同时具有较好的韧性和耐磨性。

目前轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列、铸铁系列和锻造系列三大类别。其中，铸铁系列轧辊以高铬铸铁轧辊的性能较优，然而随着科技发展，要求轧辊在同样工况下的过钢量大幅提升，因此有必要进一步提高高铬铸铁合金材料的韧性和耐磨性，从而提高高铬铸铁轧辊的使用寿命。

发明内容

基于此发明的目的之一在于提供一种韧性和耐磨性更好的高铬铸铁合金材料。

实现上述发明目的的具体技术方案如下：

一种高铬铸铁合金材料，由以下质量百分含量的各元素组成：2.0％～3.5％的C，0.5％～1.5％的Si，0.5％～1.5％的Mn，12％～25％的Cr，0.2％～1.5％的Ni，0.2％～3.0％的Mo，0.5％～3.5％的Nb，0.1％～1.0％的V，0.1％～1.0％的Ti，0.01％～0.05％的N，余量为Fe。

上述各元素配合形成屈氏体基体和分布在所述屈氏体基体内的颗粒，所述颗粒包括M₇C₃颗粒、NbC颗粒以及Ti(C，N)颗粒，其中元素M包括Cr，V，Ti及Mo。

在其中一个实施例中，所述高铬铸铁合金材料由以下质量百分含量的各元素组成：2.5％～3.5％的C，1.0％～1.5％的Si，0.88％～1.5％的Mn，18.2％～25％的Cr，0.2％～0.65％的Ni，0.78％～3.0％的Mo，1.89％～3.5％的Nb，0.3％～1.0％的V，0.1％～0.5％的Ti，0.03％～0.05％的N，余量为Fe。

在其中一个实施例中，所述高铬铸铁合金材料由以下质量百分含量的各元素组成：2.82％的C，1.0％的Si，0.98％的Mn，18.2％的Cr，0.65％的Ni，0.78％的Mo，1.89％的Nb，0.3％的V，0.22％的Ti，0.04％的N，余量为Fe。

本发明的高铬铸铁合金材料各元素对高铬铸铁合金材料的作用，具体如下：

碳：碳是影响高铬铸铁合金材料的组织和性能最显著的元素。随着含碳量的提高，高铬铸铁合金材料的抗磨性增加，但高铬铸铁合金材料的韧性将下降。

铬：铬是高铬铸铁合金材料中的主要合金。铬除与碳形成M₇C₃颗粒外，部分溶解于基体中，提高淬透性。