[发明专利]经退火处理的新型耐磨合金钢

说明书

本发明属于冶金工业领域，具体是涉及高硫合金钢及生产方法。

在钢铁生产中，硫元素一直被认为是有害元素，含硫量超过0.1％的钢铁材料一直被判为废品，没有任何实用价值。为了提高钢的性能，人们一直苦心研究脱硫工艺方法，并纳入世界性钢铁标准加以严格控制。为了获得好的耐磨性能，人们往往采用在钢中加入Ni、Cr、Mo、W、V、Ti和稀土合金的方法，而大量的高硫铁不能使用，大量的硫铁矿资源难以利用。因为硫在钢中通常是作为有害元素来处理的，因此，去除的越低越好，因为硫在钢中形成FeS.FeO共晶体，其熔点只有988℃，单体FeS的熔点也只有1190℃，它们在钢的热加工过程中，处于液相状态，因此是一个薄弱环节，当钢进行热加工时，就很容易从存在有FeS.FeO、FeS的晶界处断裂，即所谓通常说的“热脆’，在热加工过程中发生脆断。耐磨合金钢中硫也有这种属性，但它铸成铸件后，不需再经热加工，而是直接经退火后冷加工，排除了硫因热加工引起的热脆现象，但是总的来看耐磨钢仍是一种脆性的，但它有高的硬度，且有自润滑性，这样它就具有了耐磨并能保护偶件的特性，这就是本发明的出发点，排除它的不利影响，选出它的长处和优点，给予充分运用和发挥，可取得明显效果。

本发明的目的是在于提供一种用高硫铁生产耐磨铁生产耐磨性高的新钢种的方法，生产出高含硫量，耐磨性高的钢种。

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢的指标规格为：

含C0.15％、S0.2-3.0％，其中含有下列含量的四种或四种以上的组分：

Mn0.20％、Si0.20％以上、Cr0.2-20％、Mo0.10-1.0％、V0.05-0.5％(重量百分比)，得到其基体为含S较高并含有多种合金成分的耐磨钢。

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢以钢S含量0.2-3.0％，Mo0.10-1.0％，为主要特征，以形成自润滑耐磨钢。

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢中杂质Al在0.01％以下，P在0.05％以下。

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢按重量百分比，从下列成分中选出四种或四种以上合金成分；Si0.20％以上；Mn0.20％以上；Cr0.2-2.0％以上；V0.1-1.0％以上；并且还可以加入Re、Nb、Ti以强化基体。

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢的生产工艺包括：使用150Kg非真空感应炉进行冶炼，配入炉料重80％以上的废钢、生铁，于炉料熔毕、调温至1600-1650℃，加入合金，并加入脱氧剂，直到合金成分达标，温度达标方可出钢；采用离心铸机，浇注备件毛坯，经缓冷，退火而后加工成符合尺寸精度的零部件。

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢的的热处理中：

热处理方式      温度       时间

退火        7000-1000℃    1-3h

本发明用钢耐磨件代替以往的铜耐磨件，如轧钢轧辊轴承用的保持架，连铸机的耐磨轴瓦(套)都可以用本发明所提供的耐磨钢代替铜，以提高其使用寿命，降低备品备件消耗，取得明显的经济效益。

下面对合种成分的选定和合金控制范围予以说明：

C0.15％以上是保证合金获得不同组织的元素，以取得耐磨性能差异的铁素体和珠光体组织。

Mn、Si、0.20％以上，除保证钢良好脱氧外，还有加强基体组织的作用。

S0.2-3.0％，S在钢中与Mo、Fe、Cr、V等能形成具有六方晶系层状结构，是良好的固体润滑剂，获得较好的减磨性能(即取得自润滑性能)，选用不同含S量会取得不同的力学性能和对不同润滑性能的要求。

Mo0.1-1.0％，Mo在钢中与S形成MoS₂，自润滑性强，是合金中理想的起耐磨作用的元素。

Cr0.2-2.0％，Cr在钢中与S形成CrS，熔点1550℃，钢冷凝结晶过程中起到阻碍晶粒长大的作用，达到细化晶粒，强化组织的效果。

V0.05-0.5％，V的作用同Cr细化晶粒的效果更好，作用更明显。

O：30-200PPm，减少钢中含O量可提高合金的纯洁度

本发明所提供的经退火处理的新型耐磨合金钢的新颖性在于：S与不同含量的合金元素的合理搭配，可取得良好的耐磨性能。②高温钢液采用离心铸机浇注、冷却快，结晶有序，晶粒细化，强化基体组织获得了理想的耐磨性，高的自润滑性能，又可有效保护摩擦偶件的使用。③合金中加入Re元素，强化基体，细化组织的效果更加明显。