[发明专利]一种中合金高强度马氏体钢及制备方法

说明书

本发明针对现有技术中常用衬板材质高锰钢存在的问题，提供了一种中合金高强度马氏体钢及制备方法，属于选矿设备技术领域。本发明钢种的化学成分重量百分比为：C 0.45％～0.60％；Si 1.4％～1.7％；Cr 3.0％～5.0％；Mn 1.4％～1.8％；Mo 0.4％～0.8％；B 0.002％～0.005％；Ni 1.0％～1.5％；余量为铁及不可避免杂质。本发明通过合理的成分设计和热处理工艺设计提供一种性能优异、工艺简单、性价比高的圆锥破碎机衬板材料。该材料能够提高圆锥破碎机衬板的使用寿命，降低衬板采购成本，节约更换衬板的工时，从而获得较高经济效益。

技术领域

本发明属于选矿设备技术领域，特别涉及一种中合金高强度马氏体钢及制备方法。

背景技术

圆锥破碎机的衬板，一般采用高锰钢及改性高锰钢、碳合金钢和含铬铸铁，国内衬板应用最为广泛的是高锰钢。在强烈冲击负荷下，一般通过在高锰钢表面形成硬化层来增强其耐磨性。但是在细破阶段，由于冲击载荷较小，高锰钢的加工硬化效应无法充分发生，在此情况下高锰钢并不耐磨。

矿山用圆锥破碎机衬板的使用工况条件恶劣，既受冲击又受磨损。国内外近年圆锥破碎机中现用各种材质衬板使用寿命均不理想。常用衬板材质高锰钢以及超高锰钢韧性有余，硬度、耐磨、耐腐蚀性不足；高铬铸铁耐磨性好，但韧性不足；以致衬板的使用寿命很短。目前矿石品位降低、硬度增加，因此对衬板的强度、硬度要求也随之增加。故需要衬板在足够的韧性下得到较高的强度和硬度，才能保证寿命。一般认为理想材质的韧性需达到50J/cm²，抗拉强度达到1700MPa以上，硬度达到HRC50以上。

发明内容

本发明针对现有技术中常用衬板材质高锰钢存在的问题，提供了一种中合金高强度马氏体钢及制备方法。本发明通过合理的成分设计和热处理工艺设计提供一种性能优异、工艺简单、性价比高的圆锥破碎机衬板材料。该钢种能够提高圆锥破碎机衬板的使用寿命，降低衬板采购成本，节约更换衬板的工时，从而获得较高经济效益。

本发明的技术方案之一为，一种中合金高强度马氏体钢，其化学成分的重量百分比为：C 0.45％～0.60％；Si1.4％～1.7％；Cr 3.0％～5.0％；Mn 1.4％～1.8％；Mo 0.4％～0.8％；B 0.002％～0.005％；Ni 1.0％～1.5％；余量为铁及不可避免杂质。

进一步的，所述马氏体钢金相组织中由体积百分比为90％～95％马氏体和5％～10％的残余奥氏体组成。

本发明的技术方案之二为，上述一种中合金高强度马氏体钢的制备方法，包括如下步骤：

1)将化学成分的重量百分比为：C 0.45％～0.60％、Si 1.4％～1.7％、Cr 3.0％～5.0％、Mn 1.4％～1.8％、Mo 0.4％～0.8％、B 0.002％～0.005％、Ni 1.0％～1.5％、余量为铁及不可避免杂质的钢液于1480～1500℃时浇注入模具中；

2)将模具自然冷却2～3h，然后取出铸件；

3)对铸件进行热处理(热处理路线图见图1)；

所述热处理工艺为扩散退火+淬火+回火：以40～60℃/h的速度将铸件从常温加热到600～650℃，保温1～2h，再以80～120℃/h的速度加热到1200～1250℃，保温5～10h，再炉冷至室温；再以40～60℃/h的速度将铸件从常温加热到450～550℃，保温1～2h，再以80～120℃/h的速度加热到900～950℃，保温3～6h，之后水淬或空淬；回火温度为200～300℃，保温4～8h，回火后取铸件空冷即可。

上述方法制备的马氏体钢金相组织中由体积百分比为90％～95％马氏体和5％～10％的残余奥氏体组成。

本发明的技术方案之三为，上述中合金高强度马氏体钢的应用，用做圆锥破碎机的衬板。