一种高碳低合金钢材料及其制造方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410357855.X	申请日：	2014.07.25
公开号：	CN104164610A	公开日：	2014.11.26
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回 IPC(主分类):C22C 37/10申请公布日:20141126\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 37/10申请日:20140725\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C37/10; C22C33/08; C21D1/18	主分类号：	C22C37/10
申请人：	合肥市瑞宏重型机械有限公司
发明人：	费贤超
地址：	231602 安徽省合肥市肥东县撮镇工业园
优先权：
专利代理机构：	安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112	代理人：	方峥
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内容摘要

本发明公开了一种高碳低合金钢材料及其制造方法，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7-3.5%、硅0.07-0.098%、锰0.02-0.05%、铬0.55-0.60%、铪0.002-0.0023%、镁0.35-0.36%、镓0.0055-0.0057%、锑0.002-0.003%、铌0.33-0.35%、钨0.065-0.07%、硫0.03-0.04%、磷0.02-0.045%、余量为铁；本发明采用低合金原则，通过改变合金钢材料的配比，适当减小硅锰的含量，适度添加铬、钨、铌、铪、镓和锑等稀有金属元素可细化晶粒，得到优良的热处理性能，降低钢的过热敏感性和脱碳倾向，提高材料的韧性、强度和弹性极限和疲劳强度，减少了淬火开裂的现象。

权利要求书

1. 一种高碳低合金钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7-3.5%、硅0.07-0.098%、锰0.02-0.05%、铬0.55-0.60%、铪0.002-0.0023%、镁0.35-0.36%、镓0.0055-0.0057%、锑0.002-0.003%、铌0.33-0.35%、钨0.065-0.07%、硫0.03-0.04%、磷0.02-0.045%、余量为铁。

2. 一种如权利要求1所述的高碳低合金钢材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将废钢、废铁等比例混合，熔炼成钢水，于1550℃-1650℃温度下，依次加入重量为碳含量总量的0.2-0.4%的硼砂脱氧剂、1.5-1.7%二氧化硅、2.5-3.5%铝粉和2-3%氟化钡，搅拌混合均匀；
（2）按化学元素成分的质量百分比称取三氧化二铬、氧化镁、钨粉、铬粉；充分混合均匀，然后在 500-600MPa的压力下进行压粉成形，然后在1250-1420℃的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛，备用；
（3）按化学元素成分的质量百分比称取铌粉、铪粉、氧化镓和三氧化二锑，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在3000-4000转/分下搅拌混和时间为1-2 小时后，然后送入回转炉预烧，预烧温度为950-1050℃，取出再研磨粉碎备用；
（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在1500-1550℃温度下保温20-30分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化25-35min，铸造成型，出钢温度为1470-1530℃；
（5）热处理：将步骤（4）出钢后的铸件加热至 650-710℃，并保温2-3小时后在氯化钡液体中进行淬火20-30分钟；取出加热至 920-950℃，并保温4-5小时后用循环冷水冷却，冷却时间为5-10分钟；最后加热到 450-480℃，并保温 2-3小时后自然冷却。

说明书

一种高碳低合金钢材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种高碳低合金钢材料的制造方法。
背景技术
目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高碳低合金钢材料的制造方法。
本发明采用如下技术方案：
高碳低合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7-3.5%、硅0.07-0.098%、锰0.02-0.05%、铬0.55-0.60%、铪0.002-0.0023%、镁0.35-0.36%、镓0.0055-0.0057%、锑0.002-0.003%、铌0.33-0.35%、钨0.065-0.07%、硫0.03-0.04%、磷0.02-0.045%、余量为铁。
高碳低合金钢材料的制造方法，包括以下步骤：
（1）将废钢、废铁等比例混合，熔炼成钢水，于1550℃-1650℃温度下，依次加入重量为碳含量总量的0.2-0.4%的硼砂脱氧剂、1.5-1.7%二氧化硅、2.5-3.5%铝粉和2-3%氟化钡，搅拌混合均匀；
（2）按化学元素成分的质量百分比称取三氧化二铬、氧化镁、钨粉、铬粉；充分混合均匀，然后在 500-600MPa的压力下进行压粉成形，然后在1250-1420℃的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛，备用；
（3）按化学元素成分的质量百分比称取铌粉、铪粉、氧化镓和三氧化二锑，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在3000-4000转/分下搅拌混和时间为1-2 小时后，然后送入回转炉预烧，预烧温度为950-1050℃，取出再研磨粉碎备用；
（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在1500-1550℃温度下保温20-30分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化25-35min，铸造成型，出钢温度为1470-1530℃。
（5）热处理：将步骤（4）出钢后的铸件加热至 650-710℃，并保温2-3小时后在氯化钡液体中进行淬火20-30分钟；取出加热至 920-950℃，并保温4-5小时后用循环冷水冷却，冷却时间为5-10分钟；最后加热到 450-480℃，并保温 2-3小时后自然冷却。
本发明的有益效果：
本发明采用低合金原则，通过改变合金钢材料的配比，适当减小硅锰的含量，适度添加铬、钨、铌、铪、镓和锑等稀有金属元素可细化晶粒，得到优良的热处理性能，降低钢的过热敏感性和脱碳倾向，提高材料的韧性、强度和弹性极限和疲劳强度，减少了淬火开裂的现象。
具体实施方式
实施例1：高碳低合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳3.1%、硅0.082%、锰0.035%、铬0.58%、铪0.0021%、镁0.35%、镓0.0056%、锑0.0025%、铌0.34%、钨0.068%、硫0.035%、磷0.033%、余量为铁。
高碳低合金钢材料的制造方法，包括以下步骤：
（1）将废钢、废铁等比例混合，熔炼成钢水，于1600℃温度下，依次加入重量为碳含量总量的0.3%的硼砂脱氧剂、1.6%二氧化硅、3%铝粉和2.5%氟化钡，搅拌混合均匀；
（2）按化学元素成分的质量百分比称取三氧化二铬、氧化镁、钨粉、铬粉；充分混合均匀，然后在 550MPa的压力下进行压粉成形，然后在1350℃的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200目筛，备用；
（3）按化学元素成分的质量百分比称取铌粉、铪粉、氧化镓和三氧化二锑，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在3500转/分下搅拌混和时间为1-2 小时后，然后送入回转炉预烧，预烧温度为1000℃，取出再研磨粉碎备用；
（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在1520℃温度下保温25分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化30min，铸造成型，出钢温度为1500℃。
（5）热处理：将步骤（4）出钢后的铸件加热至 680℃，并保温2.5小时后在氯化钡液体中进行淬火25分钟；取出加热至 930℃，并保温4.5小时后用循环冷水冷却，冷却时间为5分钟；最后加热到 460℃，并保温 2.5小时后自然冷却。
本发明制造的的合金钢材料试验数据：抗拉强度σb≥ 1155MPa；屈服强度σ_0.2≥ 1087MPa；冲击吸收功 52.3J，低温冲击韧性σku(-40℃)≥ 52.6J/cm²；硬度HRC 54-56。

资源描述

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1、10申请公布号CN104164610A43申请公布日20141126CN104164610A21申请号201410357855X22申请日20140725C22C37/10200601C22C33/08200601C21D1/1820060171申请人合肥市瑞宏重型机械有限公司地址231602安徽省合肥市肥东县撮镇工业园72发明人费贤超74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人方峥54发明名称一种高碳低合金钢材料及其制造方法57摘要本发明公开了一种高碳低合金钢材料及其制造方法，其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳2735、硅0070098、锰002005、铬055060。

2、、铪000200023、镁035036、镓0005500057、锑00020003、铌033035、钨0065007、硫003004、磷0020045、余量为铁；本发明采用低合金原则，通过改变合金钢材料的配比，适当减小硅锰的含量，适度添加铬、钨、铌、铪、镓和锑等稀有金属元素可细化晶粒，得到优良的热处理性能，降低钢的过热敏感性和脱碳倾向，提高材料的韧性、强度和弹性极限和疲劳强度，减少了淬火开裂的现象。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN104164610ACN104164610A1/1页21一种高碳低合金。

3、钢材料，其特征在于其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳2735、硅0070098、锰002005、铬055060、铪000200023、镁035036、镓0005500057、锑00020003、铌033035、钨0065007、硫003004、磷0020045、余量为铁。2一种如权利要求1所述的高碳低合金钢材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤（1）将废钢、废铁等比例混合，熔炼成钢水，于15501650温度下，依次加入重量为碳含量总量的0204的硼砂脱氧剂、1517二氧化硅、2535铝粉和23氟化钡，搅拌混合均匀；（2）按化学元素成分的质量百分比称取三氧化二铬、氧化镁、钨粉、铬粉；充分混合。

4、均匀，然后在500600MPA的压力下进行压粉成形，然后在12501420的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200400目筛，备用；（3）按化学元素成分的质量百分比称取铌粉、铪粉、氧化镓和三氧化二锑，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在30004000转/分下搅拌混和时间为12小时后，然后送入回转炉预烧，预烧温度为9501050，取出再研磨粉碎备用；（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在15001550温度下保温2030分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化2535MIN，铸造成型，出钢温度为1470153。

5、0；（5）热处理将步骤（4）出钢后的铸件加热至650710，并保温23小时后在氯化钡液体中进行淬火2030分钟；取出加热至920950，并保温45小时后用循环冷水冷却，冷却时间为510分钟；最后加热到450480，并保温23小时后自然冷却。权利要求书CN104164610A1/2页3一种高碳低合金钢材料及其制造方法技术领域0001本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种高碳低合金钢材料的制造方法。背景技术0002目前为止，虽然合金钢技术得到很大发展，但是，仍有很多问题存在，如耐磨度、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性、成本等不能兼顾，在很多场合还不能满足生产的要求，还需。

6、要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，为高精尖技术发展提供保障，为社会发展提供动力，任务还很艰巨。发明内容0003本发明的目的在于提供一种高碳低合金钢材料的制造方法。0004本发明采用如下技术方案高碳低合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳2735、硅0070098、锰002005、铬055060、铪000200023、镁035036、镓0005500057、锑00020003、铌033035、钨0065007、硫003004、磷0020045、余量为铁。0005高碳低合金钢材料的制造方法，包括以下步骤（1）将废钢、废铁等比例混合，熔炼成钢水，于15501650温度下。

7、，依次加入重量为碳含量总量的0204的硼砂脱氧剂、1517二氧化硅、2535铝粉和23氟化钡，搅拌混合均匀；（2）按化学元素成分的质量百分比称取三氧化二铬、氧化镁、钨粉、铬粉；充分混合均匀，然后在500600MPA的压力下进行压粉成形，然后在12501420的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200400目筛，备用；（3）按化学元素成分的质量百分比称取铌粉、铪粉、氧化镓和三氧化二锑，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在30004000转/分下搅拌混和时间为12小时后，然后送入回转炉预烧，预烧温度为9501050，取出再研磨粉碎备用；（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混。

8、合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在15001550温度下保温2030分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化2535MIN，铸造成型，出钢温度为14701530。0006（5）热处理将步骤（4）出钢后的铸件加热至650710，并保温23小时后在氯化钡液体中进行淬火2030分钟；取出加热至920950，并保温45小时后用循环冷水冷却，冷却时间为510分钟；最后加热到450480，并保温23小时后自然冷却。0007本发明的有益效果本发明采用低合金原则，通过改变合金钢材料的配比，适当减小硅锰的含量，适度添加铬、钨、铌、铪、镓和锑等稀有金属元素可细化晶粒，得到优良的热处理性能。

9、，降低钢的过说明书CN104164610A2/2页4热敏感性和脱碳倾向，提高材料的韧性、强度和弹性极限和疲劳强度，减少了淬火开裂的现象。具体实施方式0008实施例1高碳低合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为碳31、硅0082、锰0035、铬058、铪00021、镁035、镓00056、锑00025、铌034、钨0068、硫0035、磷0033、余量为铁。0009高碳低合金钢材料的制造方法，包括以下步骤（1）将废钢、废铁等比例混合，熔炼成钢水，于1600温度下，依次加入重量为碳含量总量的03的硼砂脱氧剂、16二氧化硅、3铝粉和25氟化钡，搅拌混合均匀；（2）按化学元素成分的质量百分比。

10、称取三氧化二铬、氧化镁、钨粉、铬粉；充分混合均匀，然后在550MPA的压力下进行压粉成形，然后在1350的温度下进行烧结，将烧结后的物料粉碎后过200目筛，备用；（3）按化学元素成分的质量百分比称取铌粉、铪粉、氧化镓和三氧化二锑，加入适量无水乙醇，研磨粉碎，在3500转/分下搅拌混和时间为12小时后，然后送入回转炉预烧，预烧温度为1000，取出再研磨粉碎备用；（4）将步骤（2）、（3）的混合粉末加入步骤（1）中，熔融搅拌混合后，再向其中按组成原料质量百分比加入其他剩余合金元素，在1520温度下保温25分钟，然后取样，分析成分后，调整成分，熔化30MIN，铸造成型，出钢温度为1500。0010（5）热处理将步骤（4）出钢后的铸件加热至680，并保温25小时后在氯化钡液体中进行淬火25分钟；取出加热至930，并保温45小时后用循环冷水冷却，冷却时间为5分钟；最后加热到460，并保温25小时后自然冷却。0011本发明制造的的合金钢材料试验数据抗拉强度B1155MPA；屈服强度021087MPA；冲击吸收功523J，低温冲击韧性KU40526J/CM2；硬度HRC5456。说明书CN104164610A。

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