[发明专利]TiC析出增强高锰钢基复合材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，其包括TiC增强体颗粒，TiC增强体颗粒的体积分数为3.3-14.3%，所述TiC析出增强高锰钢基复合材料的化学组成的重量百分含量为：C：1.6-2.2%，Mn：11-13%，Ti：2.1-4.2%，Si：0.4-0.6%，Ni：0.4-2%，Cr：0.4-2%，S≤0.03%，P≤0.03%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素; 所述TiC析出增强高锰钢基复合材料具有两相组织。

2.根据权利要求1所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，TiC增强体颗粒的体积分数为3.3-6.3%。

3.根据权利要求1所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述TiC增强体颗粒的粒径为5.1-10.8微米。

4.根据权利要求1所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述TiC增强体颗粒的粒径为5.8微米。

5.根据权利要求1所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述TiC析出增强高锰钢基复合材料压缩屈服强度为400-530MPa;

V型缺口冲击功为13-49J。

6.根据权利要求5所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述TiC析出增强高锰钢基复合材料压缩屈服强度为400-453MPa; V型缺口冲击功为23-49J。

7.根据权利要求1所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述TiC析出增强高锰钢基复合材料的原料包括高锰钢基体材料和增强体原料。

8.根据权利要求7所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述高锰钢基体材料的化学组成的重量百分含量为：C：1.0-1.2%，Si：0.3-1.0%，Mn：10-14%，Ni：0-2%，Cr：0-2%，另外，S≤0.03%，P≤0.03%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。

9.根据权利要求7所述的析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述高锰钢基体材料的化学组成的重量百分含量为：C：1.0-1.2%，Si：0.4-0.6%，Mn：11-13%，Ni：0.4-2%，Cr：0.4-2%，另外，S≤0.03%，P≤0.03%，其余为Fe和一些不可避免的杂质元素。

10.根据权利要求7所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，高锰钢基体材料和增强体原料的质量比为100：2.0-8.5。

11.根据权利要求7所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述增强体原料包括含有钛的合金以及碳粉。

12.根据权利要求11所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，含有钛的合金为钛铁，所述钛铁的纯度为65-75%。

13.根据权利要求11所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，所述碳粉为纯度为99%的碳粉。

14.根据权利要求11所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料，其特征在于，含有钛的合金与碳粉的质量比为2-4:1。

15.如权利要求1-14任一项所述的TiC析出增强高锰钢基复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：高锰钢基体材料和增强体原料混合熔融而后浇铸成型形成所述TiC析出增强高锰钢基复合材料；

其中，制备高锰钢基体材料包括：将钢材、硅铁、生铁、锰铁、镍铁以及铬铁混合熔融，而后加入增碳剂经除渣形成所述基体材料；

制备高锰钢基体材料的混合熔融包括：将钢材、硅铁和生铁熔融至澄清后进行初步脱氧处理，而后再与锰铁和镍铁熔融至澄清，接着加入增碳剂并进行深度脱氧，而后加入增碳剂经除渣形成所述基体材料；

初步脱氧处理和深度脱氧处理均包括利用纯铝进行脱氧，纯铝为铝条；

初步脱氧处理的条件为：铝材的质量与钢材、硅铁和生铁混合熔融液的质量比1：300-1：500,温度为1450-1520℃，时间为8-10分钟;

深度脱氧处理的条件为：铝材的质量与锰铁和镍铁混合熔融液的质量比为1：500-1：800,温度为1460-1520℃，时间为15-20分钟；

所述钢材选自废钢,所述硅铁选用FeSi90Al1.5，所述生铁选自含3-4%碳，所述锰铁选用锰含量70-85%锰铁，所述镍铁选用FeNi20(15%～25%Ni),所述铬铁选用铬含量55-75%铬铁,所述增碳剂纯度大于97%；

制备高锰钢基体材料的混合熔融以及高锰钢基体材料和增强体原料混合熔融的温度均为1390-1550℃;浇铸的温度为1390-1550℃；

浇铸成型后进行水韧处理，水韧处理的温度为950℃-1150℃。