[发明专利]低碳低硼低铬合金钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低碳低硼低铬合金钢及其制备方法，属于合金钢制造技术领域，采用低碳低硼低铬，搭配铈稀土、钒、钨、铜、钽、钴以及铌等材料，依次通过确定工艺目标值、配料、熔炼、取样调整、浇注成型和热处理最后制得的合金钢，其硬度为HRC42‑52，其冲击功高达11‑20焦耳，本发明在保证合金钢具备一定硬度的情况下，还极大的提高了其抗冲击性、韧性和耐磨性。

技术领域

本发明涉及到合金钢制造技术领域，尤其涉及一种具有高的韧性和耐 磨性的低碳低硼低铬合金钢及其制备方法。

背景技术

合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成 的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强 度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。根据 钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。合 金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素， 只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高 温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元 素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳 体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于 固溶体中。

公开号为CN 1335417，公开日为2002年02月13日的中国专利文献 公开了一种高温耐磨合金钢，其特征在于：采用下述组分和重量百分含量 的原料通过熔炼和其它工艺流程生产制得的：77.5-79％的废钢，18.3-207％ 的高碳铬铁，0.67-1.0％的钼铁，0.33-0.5％的钒铁，适量的硅、锰脱氧剂， 0.05-0.1％的钛铁，0.02-0.05％的锆，0.6-1.2％的铝和0.12-0.5％的稀土元 素，这样制得的合金钢含碳1.45-1.70％，含铬11.0-12.5％，含钼0.4-0.6％， 含钒0.15-0.30％，含钛0.02-0.05％，含锆0.02-0.05％，含铝0.6-1.2％， 含稀土元素0.05-0.15％。该专利文献公开的高温耐磨合金钢，其采用增大 碳和高合金元素的配比，虽然提高了一定的耐磨性能，但是，大大增加了 合金成本，且制造出的合金钢性能接近铁，脆性较大，韧性较差，不适合 国内民用使用和推广。

公开号为CN105385939A，公开日为20160309的中国专利文献公开了 一种高强度高韧性合金钢的制造方法，其特征在于，包括由以下重量百分 比的化学成分制备而成：碳0.3-0.58％、硅0.25-1.38％、锰0.55-1.55％、 磷≤0.025％、硫0.02-0.025％、铬0.09-1.32％、镍0.28-0.62％、钼0.02- 0.035％、钛0.18-0.20％、钒0.2-0.5％、钨0.4-0.9％、铌0.3-0.6％、钴0. 11-0.15％、铜0.2-0.8％、铝≤0.2％、硼≤0.15％和氮≤0.3％。该专利文献 公开的高强度高韧性合金钢的制造方法，以中碳钢生产，虽然硬度较高， 但韧性较差，制备得到的合金钢脆性较大，用于打鹅卵石，合金钢容易损 坏。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种低碳低硼低铬合金钢 及其制备方法，本发明采用低碳低硼低铬，搭配铈稀土、钒、钨、铜、钽、 钴以及铌等材料通过中频炉冶炼，经热处理后得到的合金钢，其冲击功高 达11-20焦耳，在保证一定硬度情况下，极大的提高了其抗冲击性、韧性 和耐磨性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

低碳低硼低铬合金钢，其特征在于，由以下按重量百分比计的原料组 成：

所述碳的重量百分比含量为0.06％，铬的重量百分比含量为2％，硼的 重量百分比含量为0.06％。

所述铈的重量百分比含量为1.5％。