高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法

　　专利名称：高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法

　　技术领域：

　　本发明涉及高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO及其生产方法，属于铸钢合金领域。

　　背景技术：

　　目前，现有技术中要么是铬合金铸钢(如专利号为200910063419.0)，其淬透性、硬度和耐磨性都存在一定的局限性，使用寿命不长；要么是锰合金铸钢，同样也存在耐磨性不强，使用寿命短等缺陷。本发明根据锰、铬各自的优点及现有技术的缺点提供了一种高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO及其生产方法。

　　发明内容

　　本发明的目的在于提供一种具有较强耐磨性、韧性等优点的高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO及其生产方法。为解决上述问题，本发明的技术方案是:本发明高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO，按质量配比其化学成分为:0.9-1.5% C,

　　11.0-14.0% Mn,0.6-1.2% Si,9.0-11.0% Cr, < 0.09% P, < 0.04% S，< 0.002% Re。本发明还提供了上述铸钢的生产方法，a.通过使用中频电炉或电弧炉振动铸造+消失模的生产方法，将所需的元素Re、Mn、S1、C等按所述质量配比熔合为合金金属；b.通过热处理工艺将合金加热到奥氏体区保温一定时间后，进行快速冷却即水韧处理，获得奥氏体+Cr7C3碳化物的金相组织。其中，热处理工艺的加热温度为1040-1080°C，冷却方式是快速水冷。本发明的有益效果1、强度更高；2、韧性更好；3、耐磨性更高；4、适用范围更广，主要用于矿山机械、水泥机械、电力机械、化工机械、农业机械、工程机械、水轮机、泥浆泵等的耐磨零部件。5、加工硬化所需施加的压力或冲击力更小，从而使其更易于加工硬化；6、本发明所生产的材料即保存了高锰钢的优点又有高铬铸铁的耐磨性，是将两种材料合二为一，使用中发挥高锰钢的强韧性和高铬铸铁优良的耐磨性。7、本发明的钢变形能力强、不断裂、耐磨性高于高锰钢，强韧性高于高铬铸铁，适用于代替高锰钢使用时起不到 硬化的工况和高铬铸铁使用中出现断裂的工况耐磨件。

　　具体实施例方式本发明高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO，按质量配比其化学成分为:0.9_1.5% C，

　　11.0-14.0% Mn,0.6-1.2% Si,9.0-11.0% Cr, < 0.09% P, < 0.04% S，< 0.002% Re。其中，铬元素作用:提高淬透性、耐蚀性，并能形成碳化物强化相Cr7C3, Cr7C3的硬度在1300-1800Hv之间，具有很好的抗磨作用。锰元素作用:扩大奥氏体相区提高淬透性降低Ms点，在锰钢中，促进碳化物形成，并获得奥氏体基体，是稳定奥氏体的主要元素，高锰钢的主要作用是获得奥氏体组织，以保证钢的力学性能，特别得到高的韧性，在14%以内时，随着锰含量的增加，高锰钢的强度、塑性及冲击韧度均提高，锰含量的增加使高锰钢的低温冲击韧度提高得更快，但高锰不利于加工硬化。Si元素作用:提高弹性极限、强烈提高钢的变形抗力及冲击疲劳强度，减轻低温回火脆性，当硅含量< 0.4时钢中易出现氧化性空洞和疏松，因此硅还可以起到脱氧的作用。本发明铸钢的生产方法为:a.通过使用中频电炉或电弧炉振动铸造+消失模的生产方法，将所需的元素按质量配比 0.9-1.5% C，IL 0-14.0%Μη,0.6-1.2% Si, 9.0-11.0%Cr, < 0.09% P,< 0.04% S, < 0.002% Re熔合为合金金属；b.通过热处理工艺将合金加热到奥氏体区保温(加热温度为1040-1080°C ) 一定时间后，进行快速冷却(冷却方式是快速水冷)，获得奥氏体+Cr7C3碳化物的金相组织。奥氏体组织具有很高的强韧性，当受到强烈冲击、压力时产生加工硬化，从而起到耐磨损的作用，由于具有很高的强韧性不易出现脆性断裂从而保证了使用的安全性，而Cr7C3的形成有利于促进和加快奥氏体的加工硬化。本发明产品的力学性能如下表:

　　权利要求

　　1.高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO及其生产方法，其特征在于:按质量配比其化学成分是 0.9-1.5% C，11.0-14.0 % Mn,0.6-1.2% Si,9.0-11.0% Cr, < 0.09% P, < 0.04% S，< 0.002% Re。

　　2.根据权利要求1所述高锰高铬合金铸钢ZGMnl3CrlO及其生产方法，其特征在于:该铸钢的生产方法是a.通过使用中频电炉或电弧炉振动铸造+消失模的生产方法，将所需的元素Re、Mn、S1、C等按权利要求1的质量配比熔合为合金金属；b.通过热处理工艺将合金加热到奥氏体区保温一定时间后，进行快速冷却即水韧处理，获得奥氏体+Cr7C3碳化物的金相组织。

　　3.根据权利要求2所述高锰高铬 合金铸钢ZGMnl3CrlO及其生产方法，其特征在于:热处理工艺的加热温度为1040-1080°C，冷却方式是快速水冷。

　　全文摘要

　　本发明涉及高锰高铬合金铸钢ZGMn13Cr10及其生产方法，属于铸钢合金领域。其耐磨性强、韧性高，生产方法为中频电炉或电弧炉振动铸造+消失模的生产方法+热处理工艺。

　　文档编号C22C38/38GK103114246SQ201110362699

　　公开日2013年5月22日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日

　　发明者范黔伟 申请人:范黔伟