[发明专利]一种含N、Al高强低合金耐磨钢

摘要

本发明涉及一种抗拉强度≥1700MPa，硬度≥HRC58.5（HB620），极具经济优势的高强低合金耐磨钢及制备方法。其化学成分按重量wt%含有C0.4~0.6、Mn1.2~1.8、Si0.7~1.0、Cr0.5~1.0、Ni0.01~0.1、Cu0.005~0.02、B＜0.004%、P＜0.03、S＜0.03、RE0.01~0.02、Al0.005~0.25、N0.005~0.06，其中Al/N（原子比）=0.5~4，其余为Fe及不可避免杂质。该合金钢经热锻退火、淬火及回火后得到的组织为孪晶和位错亚结构的回火板条马氏体、残余奥氏体、尺寸为0.5~2.5mm的残留Mn23C6及Cr7C3相、50~250nm的ε相以及200nm左右的AlN。其中，残余奥氏体磨损过程中产生应变硬化提高韧性，纳米级AlN及微米级合金化碳化物起到弥散强化作用，尤其AlN相对耐磨性能改善作用明显。本发明生产工艺简单、成本低廉、耐磨性好，适宜应用于耐磨材料领域。

主权项

一种含N、Al高强低合金耐磨钢，该低合金耐磨钢具有高强度、高硬度和高耐磨性，其特征在于，所述钢化学成分按重量wt％含有：C：0.4‑0.6、Mn：1.2‑1.8、Si：0.7‑1.0、Cr：0.5‑1.0、Ni：0.01‑0.1、Cu：0.005‑0.02、B：＜0.004％、P＜0.03、S＜0.03、RE：0.01‑0.02、Al：0.15‑0.25、N：0.05‑0.06，其中Al/N的原子比为1.5‑4，其余为Fe及不可避免杂质；其中，将配好的材料按难烧损至易烧损顺序熔化，造渣、浇铸模型后撒覆盖剂空冷至室温，冶炼温度1400‑1700℃，浇铸温度1300‑1600℃；对铸坯锻造成具有规则形状的棒材或块材，热锻温度1000‑1200℃，终锻温度850‑1000℃，再数次镦拔后空冷至室温；热处理工艺为：经过球化退火后，淬火温度760‑860℃，油淬至室温，经150‑300℃回火后空冷，淬火要求尽量保持晶粒细小，得到马氏体及部分残留化合物；回火目的是稳定钢的性能，产生沉淀强化，回火后得到的组织为：具有孪晶和位错亚结构的回火板条马氏体、残余奥氏体、尺寸为0.5‑2.5mm的残留Mn23C6及Cr7C3相、50‑250nm的ε相以及200nm左右的AlN；其中，N、Al添加获得AlN相能够改善钢耐磨性能主要原因是AlN能细化组织，能够通过上述适宜的成分设计获得细小弥散的合金碳化合物增加其耐磨性；所述低合金耐磨钢具有抗拉强度为1700MPa以上，硬度为HB620以上。