[发明专利]一种碎煤机锤头用新型低合金钢及其热处理方法

说明书

本发明提供一种碎煤机锤头用新型低合金钢及其热处理方法，该低合金钢按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.35‑0.40％、Si：0.4‑0.5％、Mn：0.5‑0.6％、Cr：1.7‑2.0％、Mo：0.2‑0.3％、Ni：0.8‑1.2％、P：≤0.04％、S：≤0.04％、Re：0.07‑0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。通过如下步骤的热处理方法：1)均匀化退火，2)淬火，3)回火；得到本发明碎煤机锤头用新型低合金钢，具有高硬度，高强度，良好的韧性和优异的耐磨性，可广泛应用于要求高强度、高耐磨性能的火电厂机械产品上。

技术领域

本发明涉及一种火力发电厂使用的碎煤机锤头用新型低合金钢及其热处理方法，属于金属材料领域。

背景技术

破碎机械一般包括颚式破碎机、锤式破碎机、圆锥式破碎机以及反击式破碎机等，是冶金、矿山、建材、电力、煤炭和化工等行业普遍应用的破碎设备。其中锤式破碎机由于具有结构简单，能耗少，出料匀，设备小，重量轻，操作、维修方便等特点而被广泛应用。锤头是锤式破碎机中的关键且易磨损的部件，由于其经常用于破碎金属矿石以及岩石等坚硬的物料，锤头在恶劣的工况条件下服役，经受冲击、挤压、剪切及接触疲劳应力的重复作用，磨损比较严重。火力发电厂使用的1818型碎煤机中的锤头是易磨损配件，它与锤柄连接，经主轴传动旋转，破碎煤粉效率较高，磨损到使用安全极限形状后须从锤柄上拆卸，更换新的锤头，由于煤粉中会有一定比例的煤矸石，所以导致磨损比较严重。

目前，高锰钢是应用最广泛的一种耐磨材料，高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击和挤压条件下，表面迅速发生加工硬化，使其在保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。所以高锰钢只有在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越的耐磨性能，但在使用过程中寿命较短。高锰钢中由于锰的含量高，不仅浪费大量地资源，而且锰增加了钢的回火脆性，从而引起钢冲击韧性地降低。当破碎机不是在猛烈冲击的工况条件下工作，高锰钢的优势不能发挥出来时，可以采用合金钢铸造锤头来代替，合金钢锤头较适合在破碎物料粒度不大且应力中等的工况条件下使用。一般中、高碳低合金钢及高合金钢这几类耐磨铸钢材料被用来制造锤头铸件。也可依据具体情况适当加入镍、铬、钼等合金元素来提高材料的淬透性。适当的热处理工艺能提高铸造锤头的强度和韧性。一般铸件经过淬火，能得到马氏体、贝氏体或两者的复合组织，随后通过回火处理改善其强韧性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碎煤机锤头用新型低合金钢及其热处理方法，能够解决火力发电厂使用的1818型等碎煤机锤头磨损严重、寿命较短等问题。

本发明的目的是由以下方式实现的：

一种碎煤机锤头用新型低合金钢，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.38-0.43％、 Si：0.4-0.5％、Mn：0.5-0.6％、Cr：1.7-2.0％、Mo：0.2-0.3％、Ni：0.8-1.2％、P：≤0.04％、S：≤0.04％、Re：0.07-0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

所述的Re是一号稀土合金。

本发明的新型低合金钢化学成分及质量百分比含量设计的原理如下：

碳(C)：碳是低合金铸钢中重要的元素，钢的硬度和强度主要和含碳量有关。因此C对钢的硬度、耐磨性、强軔性产生较大的影响，随着含碳量的增加，材料的硬度和强度增加，但塑韧性降低；但C含量太低，钢的淬硬性又差，耐磨性低。在较低冲击载荷条件下，应选用中碳或高碳；在较强冲击载荷条件下，应选用低碳，保持较高的韧性，不至断裂。基于上述原因，碎煤机锤头用新型低合金钢的碳含量wt.(C)在0.38-0.43％之间。

硅(Si)：是常见的合金元素之一，硅溶于铁素体之后，具有很强的固溶强化作用，同时显著提高钢的强度和硬度，提高钢的弹性极限、屈服极限和屈服比，增加钢的回火稳定性，随着硅含量的增加，碳化物的析出被抑制或延缓，易于形成贝氏体组织。基于上述原因，本发明的新型低合金钢的硅含量wt.(Si)在0.4-0.5％之间。