[发明专利]一种提高耐磨高锰钢硬度的方法

说明书

一种提高耐磨高锰钢硬度的方法，其方法主要是将水韧处理后的耐磨高锰钢在3～6GPa压力下加热到400～700℃，保温20～40min后，断电保压自然冷却至室温。本发明具有方法简单、操作方便、整体硬度均匀稳定等优点；经过本发明方法处理的高锰钢的硬度值大幅度提高，其硬度值为484～522HV，较处理前提高了140％～160％。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种锰钢的加工方法。

背景技术

耐磨高锰钢具有较高的强度和韧度以及优异的加工硬化性能，因而作为耐磨材料在矿山、冶金、铁路及电力等领域得到了广泛应用。由于高锰钢的表面硬度较低，在使用初期或冲击载荷不够高的情况下，在其表面未能形成充分的加工硬化效果，从而造成较大的磨损。为了提高高锰钢的使用寿命，在使用前需对高锰钢进行硬化处理。目前，高锰钢的硬化方法主要包括：合金化变质处理、表面形变强化、沉淀硬化及爆炸硬化等方法。采用合金化变质处理和沉淀硬化方法来提高耐磨高锰钢的硬度，易于在工业中应用，但成本较高且硬化效果有限。采用表面形变强化和爆炸硬化方法虽可有效地提高高锰钢的硬度，但这仅是提高高锰钢的表面硬度，且表面硬度易出现不均现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、易于操控且整体硬度均匀稳定、可有效地提高耐磨高锰钢硬度的方法。

本发明的方法如下：

将水韧处理后的耐磨高锰钢放在六面顶压机上进行高压热处理，压力：3～6GPa，加热温度：400～700℃，保温时间：20～40min，断电保压自然冷却至室温。

所述的耐磨高锰钢，其化学成分质量百分数wt％为：C 0.90～1.30、Mn 11.00～14.00、Si.030～0.80、P≤0.10、S≤0.05，其余量为Fe。

本发明所采用的高锰钢组织为单一奥氏体，通过高压热处理，可增大高锰钢的致密度，再者，高锰钢经高压热处理后在其内部形成大量变形孪晶和位错，大大提高高锰钢内部的错密度，这些高密度的位错阻碍位错运动，使高锰钢硬化，从而提高高锰钢的硬度。

本发明与现有技术相比具有如下优点：工艺简单，易于操控，整体硬度均匀稳定，在不改变材料的原始成分基础上，可有效地提高耐磨高锰钢的硬度，其硬度达484～522HV，较处理前提高了140％～160％。

附图说明

图1是本发明实施例2制备的耐磨高锰钢的金相组织图。

具体实施方式：

实施例1

取耐磨高锰钢，其化学成分(质量分数wt％)为：Fe 85.26、C 1.17、Mn 12.86、Si0.62、P 0.04、S 0.05，将其放在CS-ΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为3GPa，加热温度为700℃，保温时间为20min，断电保压冷却至室温。其硬度的测试结果见表1。

实施例2

取耐磨高锰钢，其化学成分(质量分数wt％)为：Fe 87.70、C 0.90、Mn 14.00、Si0.30、P 0.1、S 0.03，将其放在CS-ΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为5GPa，加热温度为500℃，保温时间为30min，断电保压冷却至室温。其硬度的测试结果见表1。

如图1所示，可以看出，高锰钢经高压热处理后在其内部形成大量变形孪晶和位错，大大提高高锰钢内部的错密度。

实施例3

取耐磨高锰钢，其化学成分(质量分数wt％)为：Fe 86.79、C 1.30、Mn 11.00、Si0.80、P 0.07、S 0.04，将其放在CS-ΙB型六面顶压机上进行高压处理，压力为6GPa，加热温度为400℃，保温时间为40min，断电保压冷却至室温。其硬度的测试结果见表1。