[发明专利]一种低合金贝氏体耐磨钢

说明书

本发明涉及一种广泛应用于矿山，煤碳，建材等工业领域，需湿磨及承受冲击载荷较大工件的低合金贝氏体耐磨钢。

目前冶金矿山及煤碳等工业部门球磨机衬板国内一般使用ZGMN13，国外采用镍硬(Ni-HaRd)铸铁或一般低合金耐磨钢，使用寿命一般为半年或更多一点时间，国内衬板磨耗平均达0.25公斤/吨矿山。用ZGMN13制作球磨机衬板，对于中小型球磨机不易形成冲击硬化层，对于湿式磨机，由于矿浆的粘性及球层的缓冲作用，更不能使高锰钢产生良好的加工硬化，使ZGMN13耐磨潜力得不到发挥。而镍硬铸铁属脆性材料，冲击值太低，应用受到限制。一般低合金耐磨钢，由于材质化学成份和生产工艺上不能保证衬板硬度和冲击韧性的良好配合，造成在使用中的两种情况：衬板硬度有余，但韧性不中，造成产品开裂；韧性有余，但硬度不足，造成使用寿命下降。

本发明的目的就是研究出一种适合于湿磨及承受大冲击载荷工件用的材质，这种材质不仅具有很高的强度，而且具有很高的韧性。

本发明所述的这种低合金贝氏体耐磨钢，其化学成份及含量如下(重量百分比)

C             0.4-0.5

Si            0.9-1.2

Mn            1.2-1.6

Cr            0.8-1.2

Mo            0.3-0.4

V             0.08-0.15

Cu            0.3-0.4

B             0.00075-0.0025

Re            0.04-0.07

P             ≤0.045

S                      ≤0.040

其余为Fe

1.碳〖C〗：是提高材料耐磨性能的最廉价的元素，同时碳是钢中基化合金元素形成碳化物必不可少的元素，碳含量过低，则形成碳化物相对减少，而碳含量过高有淬裂的危险，因而本发明奖碳含量控制在0.4-0.5％为宜。

2.锰〖Mn〗：锰在一定条件能显著地推迟高温转变，提高贝氏体淬透性，锰也使贝氏体开始转变温度(B)下降，从而增加贝氏体铁素体基体强度，锰的加入量在1.2-1.6％为宜。

3.硅〖Si〗：在本发明钢中加入硅的主要作用在于：保证不析渗碳体，碳量过高易使钢的强度下降，而达不到强度要求，过低则析出渗碳体，所以硅量控制在0.9-1.2％为宜。

4.铬〖Cr〗：提高本材质的淬透性，增强抗腐蚀能力，增强回火抗力和耐磨性，但过量的铬易析出针状马氏体，促进钢的回火脆性及热敏感性，为此本发明将铬控制在0.8-1.2％为宜。

5.钼〖Mo〗：是一种有效的强化物，它能显著地抑制贝氏体和铁素体的转变，在经淬火和回火的低合金耐磨钢中，钼能细化晶粒、增加淬透性和减少对回火脆性的敏感性。同时可增加材质抗腐蚀能力。同时加入Cr和Mo易得到板条状马氏体，提高本材质的综合机械性能。但钼量若过多，会析出针状马氏体，本发明将钼控制在0.3-0.4％为宜。

(6)钒〖V〗：主要做为微合金化元素加入，它与其它元素一起交互作用，更加有效地提高钢的淬透性，所以须控制在0.08-0.15％。

(7)铜〖Cu〗加入铜的主要作用在于提高钢的抗腐蚀性能和抗电化学腐蚀的性能，加入量一般不易过高，控制在0.3-0.4％为宜。

(8)硼〖B〗：B的加入，是本发明钢中为在空冷条件下得到下贝氏体而采取的主要措施之一，在此，B不但显著提高钢的淬透性，同时，微量的B的主要贡献还在于使贝氏体柔温转变的开始曲线向右移，使钢在更宽的冷速范围内得到贝氏体组织，考越到本发明钢的含碳量在0.4-0.5％，所以B的加入量控制在0.0075-0.0025％为宜。

(7)稀土：主要用于净化钢液，其有良好的脱氧、脱硫作用，细化铸态组织和改善碳化物分布，但稀土不能过多，本发明将稀土控制在0.04-0.07％为宜。

(8)磷、硫含量分别控制在0.045和0.040％以下。

本发明所述的低合金贝氏体耐磨钢主要特点是：在连续冷却的条件下(空冷)即获得马氏体-贝氏体复相组织，从而达到强韧性良好配合，本钢种主要应用于湿磨及需承受冲击载荷较大的工件，如湿式中大型球磨机衬板及湿式球磨机用磨球，解决衬板不耐磨及断裂，磨球的碎球率过高等难题，本钢种不仅具有很高的强度，同时也具有很高的韧性。