[发明专利]一种中锰耐磨钢及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，本发明公开了一种中锰耐磨钢及其制备方法。本发明的中锰钢包括以下重量百分比的化学成分：C：0.9～1.2％，Mn：7.5～8.5％，Si：0.55～0.65％，Ti：0.01～0.15％，Cr：1.5～2.5％，Mo：0.2～0.4％，V：0.1～0.2％，S≤0.003％，P≤0.005％，余量为Fe和杂质。本发明制备的中锰钢在保持了良好的冲击韧性的同时，还提升了中锰钢的硬度。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种中锰耐磨钢及其制备方法。

背景技术

耐磨钢广泛用于矿山机械、工程机械、农业机械、铁路运输等部门，目前主要采用高铬铸铁、低合金钢和高锰钢等材料。其中，高铬铸铁的硬度很高，耐磨性也不错，但是冲击韧性很低，很难适用于复杂多变的实际工况；低合金钢在中低等冲击载荷下拥有优异的耐磨性能，适用范围较广，但高性能的低合金耐磨钢的生产技术有限，不适合大规模生产；而高锰钢虽然拥有优异的加工硬化能力，但只有在受到较高冲击载荷下才能完全发生加工硬化行为，在中低等冲击载荷下的耐磨性很差。

为了弥补以上缺点，选择降低高锰钢中Mn的含量，使奥氏体组织的稳定性降低，从而使其在中低等冲击载荷条件下就可以发生形变诱导相变，增加耐磨钢表面的硬化层厚度，从而提高耐磨性能。但目前的研究表明，单纯的降低Mn含量得到的中锰钢的耐磨性能并没有太大的提高，于是研究人员通过加入Cr、Mo、V、Ti等强碳化合物元素，再通过不同的热处理，使其与中锰钢组织中过饱和碳元素形成弥散分布的碳化物，使中锰钢的强度和硬度提高，达到析出强化的效果。但是，上述技术方案还存在着中锰钢初期磨损严重的问题。

因此，如何提供一种可降低初期磨损程度，且机械性能良好的中锰耐磨钢的制备方法成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种中锰耐磨钢及其制备方法，有效解决了中低等冲击载荷下传统高锰钢加工硬化能力不足、普通中锰钢初期磨损严重的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种中锰耐磨钢，包括以下重量百分比的化学成分：

C：0.9～1.2％，Mn：7.5～8.5％，Si：0.55～0.65％，Ti：0.01～0.15％，Cr：1.5～2.5％，Mo：0.2～0.4％，V：0.1～0.2％，S≤0.003％，P≤0.005％，余量为Fe和杂质。

本发明提供了上述中锰耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：

S1、按所述中锰耐磨钢的化学成分及其含量进行熔炼浇筑得到钢锭；

S2、将钢锭进行锻造得到锻坯；

S3、锻坯在1200～1300℃下保温1～3h后进行热轧得到热轧板，其中，终轧温度≥950℃；

S4、将热轧板在900～1200℃下保温1～2h后进行淬火得到固溶板；

S5、固溶板经时效强化得到中锰耐磨钢。

进一步的，所述步骤S1中熔炼的温度为1600～1700℃，时间为0.5～2h。

进一步的，所述步骤S2中锻造的温度为1000～1100℃；所述锻坯为截面积为100×70mm的方坯。

进一步的，所述步骤S3中热轧的次数为5～7次，热轧的总变形量为85～95％，热轧板的厚度为8～12mm。

进一步的，所述步骤S5中时效强化的温度为450～500℃，时间为1～2h。

进一步的，对步骤S5得到的中锰耐磨钢进行喷丸处理；