一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金及材料工程領(lǐng)域，具體涉及一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳 鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 錳鋼作為傳統(tǒng)的耐磨鋼，在抵抗強(qiáng)沖擊、高應(yīng)力作用下的磨料磨損或鑿削磨損方 面，其耐磨性是其他材料所無(wú)法比擬的。但是耐磨錳鋼難切削，導(dǎo)熱性差，加工時(shí)熱量不易 導(dǎo)出，工件容易熱變形，切削速度不能提高，不利于加工。所以希望提高耐磨錳鋼的導(dǎo)熱性， 提高切削速度，改善錳鋼的加工性能。高的導(dǎo)熱率能確保工件的溫度分布均勻，減少錳鋼熱 誘導(dǎo)應(yīng)力，減少產(chǎn)品的裂紋與形變，因此能提高工件的疲勞特性，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼及其制備方法，方法簡(jiǎn) 單，鋼種性能優(yōu)良，具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼，成分為：C:1. 20-1. 50wt.%、Mn:8. 00-9. 00Wt. %、Si:< 0? 90wt.%、N:0? 05-0. 15wt.%、Mo: 1. 00-5. 00wt.%、Cr:3. 5-4. 5wt. %，余量為Fe。
[0005] 制備方法包括以下步驟： (1) 將純鐵和生鐵加入坩堝中，通電加熱，功率由低慢慢加大，純鐵和生鐵隨爐升溫熔 化； (2) 爐料熔化到70%時(shí)，先加鉻鐵，再加錳鐵和鉬鐵，最后加氮化絡(luò)，然后撒上一層覆蓋 劑，保溫，使合金元素分布均勻。
[0006] 氮化鉻的添加時(shí)間>40min，溫度控制在1570°C。
[0007]出爐溫度 1520-1550°C，澆注溫度 1370-1420°C。
[0008] 保溫時(shí)間 1-1. 5min。
[0009] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：在鋼中加入1. 00-5. 00wt. %鉬，制得耐磨性能和導(dǎo)熱性 能兼優(yōu)的高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼種，可用于挖掘機(jī)的鏟齒、履帶板、顎式破碎機(jī)岔板、球 磨機(jī)襯板、鐵路軌道、板錘、錘頭等。方法簡(jiǎn)單，鋼種性能優(yōu)良，具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是錳鋼導(dǎo)熱系數(shù)隨著Mo含量變化的曲線。
[0011] 圖 2 是 3# (A)、4# (B)、6# (C)、8# (D)試樣的掃描電鏡。
[0012] 圖3是3# (A)、5# (B)、8# (C)試樣的高密度位錯(cuò)。
[0013] 圖 4 是 1# (a)、2# (b)、3# (c)、4# (d)、5# (e)、6# (f)、7# (g)、8# (h)試樣的低倍金相顯 微組織。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 表I 1#_8#試樣中組分含量
一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼的冶煉關(guān)鍵措施如下： (1)采用中頻感應(yīng)電爐冶煉，分為熔化期、還原期、合金化期、出鋼。
[0015] (2)將純鐵和生鐵加入坩堝中，通電加熱隨爐升溫熔化。
[0016] (3)爐料熔化到70%，先加鉻鐵，再加錳鐵以及鉬鐵。
[0017] (4)加氮化鉻（MOmin，溫度在1570°C)，然后撒一層覆蓋劑，保溫使合金元素分布 均勻，澆注前先進(jìn)行拔渣。
[0018] (5)保溫1~1. 5分鐘，使得鋼液成分均勻。
[0019] (6) 1分鐘后出鋼，空冷。
[0020] 鋼種導(dǎo)熱性能良好，在導(dǎo)熱系數(shù)儀FL4010通過(guò)ASTME1461激光閃光法進(jìn)行導(dǎo)熱 系數(shù)檢測(cè)，導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)見附表2。由表2的數(shù)據(jù)可知，含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼具有 良好的導(dǎo)熱性能。并根據(jù)附表2提供的數(shù)據(jù)繪制出錳鋼導(dǎo)熱系數(shù)隨著Mo含量變化的規(guī)律 曲線（圖1)。
[0021] 表2含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)
Mo合金元素有利于降低錳鋼中的缺陷，減少錳鋼中的缺陷對(duì)導(dǎo)熱性能的影響，從而提 高錳鋼的導(dǎo)熱性。Mo具有較強(qiáng)的細(xì)化晶粒的作用，Mo合金化可以改變碳化物的形態(tài)和分布 是有利于提高熱導(dǎo)率的。同時(shí)細(xì)小的鉬合金碳合物的釘扎作用可以在材料受沖擊磨損工況 條件下可以阻止位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了加工硬化，從而提高了錳鋼的耐磨性。比較不同含Mo 高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼的晶粒度（圖2)，位錯(cuò)密度（圖3)，金相組織（圖4)，含2%鉬的高導(dǎo) 熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼性能最佳。
[0022] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼，其特征在于：成分為：c :1. 20-1. 50 wt. %、Mn : 8. 00-9. 00 wt. %、Si :< 0? 90 wt. %、N :0? 05-0. 15 wt. %、Mo :1. 00-5. 00 wt. %、Cr :3. 5-4. 5 wt. %，余量為Fe。2. -種制備如權(quán)利要求1所述的含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼的方法，其特征在于： 包括以下步驟： (1) 將純鐵和生鐵加入坩堝中，通電加熱，功率由低慢慢加大，純鐵和生鐵隨爐升溫熔 化； (2) 爐料熔化到70%時(shí)，先加鉻鐵，再加錳鐵和鉬鐵，最后加氮化絡(luò)，然后撒上一層覆蓋 劑，保溫，使合金元素分布均勻。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：氮化鉻的添加時(shí)間MOmin，溫度控制在 1570。。。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：出爐溫度1520-1550 °C，澆注溫度 1370-1420。。。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：保溫時(shí)間1-1. 5min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鉬高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼及其制備方法，在鋼中加入1.00-5.00wt.%鉬，制得耐磨性能和導(dǎo)熱性能兼優(yōu)的高導(dǎo)熱性?shī)W氏體耐磨錳鋼種，可用于挖掘機(jī)的鏟齒、履帶板、顎式破碎機(jī)岔板、球磨機(jī)襯板、鐵路軌道、板錘、錘頭等。方法簡(jiǎn)單，鋼種性能優(yōu)良，具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【IPC分類】C22C38/22, C22C38/38
【公開號(hào)】CN105088083
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510576864
【發(fā)明人】陳紹春, 林新強(qiáng), 林洋, 朱康正, 盧月美
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月12日