专利名称：一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，属于低合金铸钢领域。
背景技术：
低合金铸钢结构件一般采用Cr、Ni、Mo等贵重元素作为主要合金化元素，铸造成 型后进行淬火高温回火调质处理，得到回火索氏体组织，具有良好的强韧性。Cr、M和Mo的 合金化提高铸钢的淬透性。其中，M不仅提高钢的淬透性而且对韧性有利。特别是要求高 强度高韧性的低合金铸钢不得不加入大量的Ni。因此，低合金CrNiMo铸钢合金元素多，资 源消耗大，成本高。
发明内容
本发明的目的是提出一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，克服已有的低合 金CrNiMo铸钢合金元素多、资源消耗大等不足之处，节约资源，降低产品成本，适应国家的 资源节约型发展战略。本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，包括以下步骤(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，使铸钢中各成 分的重量百分比为C 0. 12 0. 32wt. % ；Mn :1· 90 3. 50wt. % ；Si 0. 10 0. 50wt. % ；P 0. 01 0. 03wt. % ；S :0· 01 0. 03wt. % ；Al :0· 01 0. 05wt. % ；Ti 0. 01 0. 05wt. % ；V 0 0.05wt.%;B :0 0. 008wt% ；Re :0· 05 0. 25wt. % ；余为Fe;(2)将上述铸钢加热到850°C 900°C奥氏体化，保温2 5小时后炉冷到室温进 行退火处理；(3)将上述铸钢加热到850°C 900°C奥氏体化，保温1 2小时后，水淬至80°C 150 0C ；(4)将上述铸钢加热至430°C 500°C，保温1 3小时进行回火处理。本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，以Mn作为主要合金元素，添 加少量的Al、Ti、V、B和稀土元素Ce等合金元素，采用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或 者精密铸造等工艺铸造成型后，通过水淬和中高温回火热处理，得到回火马氏体组织。Mn和B的合金化提高铸钢淬透性，Al、Ti、V合金化细化晶粒，添加稀土元素进行净化和细化处 理，从而获得良好的强韧性配合。本发明的高强高韧低合金锰系铸钢，具有高的淬透性，水 淬后中高温回火得到的回火马氏体组织具有高的强度，高的塑性和常温、低温冲击韧性。力 学性能可达抗拉强度800 llOOMPa，屈服强度600 900MPa，断后延伸率10 18%，断 面收缩率40 60%，V型缺口室温冲击功50 120J，V型缺口 -40°C冲击功30 90J。本 钢种合金化元素少，不含Cr，Ni, Mo等贵重合金元素，热处理工艺简单，成本低，性能优良。 可用于制造对冲击韧性要求高的高强度铸钢结构件。
具体实施例方式本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，包括以下步骤(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，使铸钢中各成 分的重量百分比为C 0. 12 0. 32wt. % ；Mn :1· 90 3. 50wt. % ；Si 0. 10 0. 50wt. % ；P 0. 01 0. 03wt. % ；S 0. 01 0. 03wt. % ；Al 0. 01 0. 05wt. % ；Ti 0. 01 0. 05wt. % ；V 0 0. 05wt. % ；B :0 0. 008wt% ；Re 0. 05 0. 25wt. % ；余为Fe ；(2)将上述铸钢加热到850°C 900°C奥氏体化，保温2 5小时后炉冷到室温进 行退火处理；(3)将上述铸钢加热到850°C 900°C奥氏体化，保温1 2小时后，水淬至80°C 150 0C ；(4)将上述铸钢加热至430°C 500°C，保温1 3小时进行回火处理。本发明提出的高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法的实施例见下表
4 上述实施例的制备方法如下实施例1(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温1小时后水冷到110°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例2(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温1小时后水冷到120°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例3(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温1小时后水冷到110°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例4(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到900°C奥氏体化，保温1小时后水冷到120°C。
(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例5(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温1小时后水冷到110°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例6(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温1小时后水冷到120°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例7(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温1小时后水淬到110°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例8(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温1小时后水淬到110°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。实施例9(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，同时浇注基尔 试样。(2)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温3小时后炉冷到室温进行退火处理。(3)将上述铸钢加热到880°C奥氏体化，保温1小时后水淬到110°C。(4)将上述铸钢加热至450°C，保温2小时进行回火处理。
权利要求
一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或精密铸造工艺铸造成型，使铸钢中各成分的重量百分比为C0.12～0.32wt.％；Mn1.90～3.50wt.％；Si0.10～0.50wt.％；P0.01～0.03wt.％；S0.01～0.03wt.％；Al0.01～0.05wt.％；Ti 0.01～0.05wt.％；V 0～0.05wt.％；B0～0.008wt％；Re0.05～0.25wt.％；余为Fe；(2)将上述铸钢加热到850℃～900℃奥氏体化，保温2～5小时后炉冷到室温进行退火处理；(3)将上述铸钢加热到850℃～900℃奥氏体化，保温1～2小时后，水淬至80℃～150℃；(4)将上述铸钢加热至430℃～500℃，保温1～3小时进行回火处理。
全文摘要
本发明涉及一种高强高韧低合金锰系铸钢的制备方法，属于低合金铸钢领域。以Mn作为主要合金元素，添加少量的Al、Ti、V、B和稀土元素Ce等合金元素，采用常规炼钢工艺冶炼后，用砂型铸造或者精密铸造等工艺铸造成型后，通过水淬和中高温回火热处理，得到回火马氏体组织。本发明的低合金锰系铸钢具有高的淬透性，水淬后中高温回火后得到的回火马氏体组织具有高的强度，高的塑性和常温、低温冲击韧性。本钢种合金化元素少，不含Cr，Ni，Mo等贵重合金元素，热处理工艺简单，成本低，性能优良。可用于制造对冲击韧性要求高的高强度铸钢结构件。
文档编号C22C38/14GK101886223SQ20101022848
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者白秉哲, 罗开双, 郑燕康 申请人:清华大学