[发明专利]一种铁锰铝碳合金结构钢的制备方法

摘要

本发明涉及一种铁锰铝碳合金结构钢的制备方法，是针对合金结构钢制备难的情况，以铁、锰、铝、石墨为原料，经氩气保护熔炼、浇铸、锻造、热轧、退火、冷轧、回火处理，制得铁锰铝碳合金结构钢，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，制备的合金结构钢强度好、硬度高、韧性强，硬度达295HV，屈服强度达620MPa，抗拉强度达863MPa，伸长率达43.6％，钢密度为6.61g/cm3，是先进的制备铁锰铝碳合金结构钢的方法。

主权项

1.一种铁锰铝碳合金结构钢的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：铁、铝、锰、石墨、无水乙醇、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位制备方法如下：(1)熔炼铁锰铝碳合金结构钢铁锰铝碳合金结构钢的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热、氩气保护下完成的；①清理真空熔炼炉的熔炼坩埚，并用无水乙醇清洗，使其洁净；②将铁块23500g±1g、铝块3520g±1g、锰块12000g±1g置于熔炼坩埚内，密闭真空熔炼炉，抽取炉内空气，使炉内压强达1Pa；③向真空熔炼炉内输入氩气，氩气输入速度200cm3/min，使炉内压强恒定在1个大气压；④开启中频感应加热器，加热温度1400℃±1℃，使铁块、铝块、锰块熔化，熔炼时间40min，成熔液；⑤打开真空熔炼炉加料口，向熔炼坩埚内加入石墨390g±1g，边加料边搅拌，使石墨与熔液混合均匀，继续熔炼30min，成合金熔液；在熔炼过程中，将发生合金化反应，反应方程如下：式中：FeMnAlC为铁锰铝碳合金结构钢；⑥浇铸，停止输氩气，打开熔炼炉，将溶液对准预制的模具进行浇铸，浇满为止；⑦浇铸后，将模具及铸件埋入细砂中，冷却至25℃；⑧开模，取出铸件；(2)锻造将铸造的钢锭置于加热炉加热，加热温度1100℃，然后在锻造机上用锻模进行锻造，锻造后得40mm×90mm×300mm的方坯6块；锻造后在空气中冷却至25℃；(3)热轧锻造后，将方坯置于加热炉中加热，加热温度1100℃，然后在热轧机上进行热轧制，热轧道次10道次；热轧后成合金板6块；(4)退火、打磨热轧后，将合金板置于退火炉内退火，退火温度1000℃，退火时间10h；退火后用砂纸打磨，除去合金板表面氧化层；(5)冷轧将6块合金板分别置于冷轧机上冷轧，第一阶段冷轧10道次，第二阶段冷轧5道次，得厚度为1.5mm的冷轧板6块；(6)回火热处理将冷轧板置于热处理炉内，进行回火处理，回火温度800℃，回火时间10min；回火后将冷轧板置于25℃的水冷箱内，冷却至25℃；(7)清洗将回火后的合金板用无水乙醇清洗，清洗后晾干；(8)检测、分析、表征对制备的铁锰铝碳合金结构钢的形貌、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电子显微镜进行显微组织分析；用X射线衍射仪进行成分分析；用拉伸试验机进行力学性能分析；结论：制备的铁锰铝碳合金结构钢硬度达295HV，屈服强度达620MPa，抗拉强度达863MPa，伸长率达43.6％，钢密度为6.61g/cm3。