专利名称：含钒钛低锰耐磨钢的制作方法
技术领域：
本发明属于金属耐磨材料技术领域，主要用于制造中、小型开坯轧机轧辊及冶金、矿山、化工、建材设备的易磨损部件产品。
我国目前使用的中、小型，中、低速开坯轧机轧辊的材质，相当一部分为ZU70Mn2铸钢。国家标准GB1503-79中规定了ZU70Mn2钢的化学成分为(重量百分比)C0.67-0.75%，Si0.20-0.45%，Mn1.40-1.80%，P≤0.035%，S≤0.030%。生产这种材质的轧辊价格较低，制造工艺简单，但由于轧辊在高温、冲击、重载、激冷激热情况下工作，常因磨损、表面裂纹、断辊等原因损坏，致使ZU70Mn2钢轧辊使用寿命较短，每套(三支)φ500轧辊一般最大轧制量在12000t以内。为解决该问题，国内外的研究正向高、中镍铬钼、高钒钢方向发展。但此类材料生产成本显著增高，推广受限。
为利用我国攀西地区的钒钛资源，提高轧辊使用寿命，本发明的目的在于提供一种磨损抗力高、抗热疲劳性好，生产价格低廉的耐磨钢。
本发明所提供的含钒钛低锰耐磨钢化学成份为(重量百分比)C0.60-0.75%，Si0.20-0.45%，Mn1.60-2.00%，P＜0.03%，S＜0.03%，V0.10-0.20%，Ti0.01-0.04%，其余含量为铁和微量杂质。热处理工艺为先在920-950℃温区内作正火处理，再在620-640℃温区内作回火处理，得到全部细珠光体基体组织。其工艺与ZU70Mn2热处理大致相似。
在ZU70Mn2钢基础上加入适量钒钛，可获得大量细小的钒钛析出相。
钒具有析出强化、细化晶粒和固溶强化的作用，从而可提高钢的强度，尤其是屈服强度。大量细小高硬度的钒析出相对提高耐磨性极为有利。奥氏体化时溶于钢中的钒，在冷却过程中可提高淬透性，从而减小了轧辊径向硬度落差，有利于抗热疲劳性的提高。考虑到钢的韧性和成本限制，本发明材质采用0.10-0.20%的钒含量。
加入0.01-0.04%的钛主要是细化晶粒和提高晶粒粗化温度。这种作用首先表现为细化铸态组织，为热处理提供良好的原始组织。当与钒复合加入钢中时，钛提高晶粒粗化温度，为提高奥氏体化温度，充分实现钒的析出强化创造了有利条件，同时适量的钛对提高钢的韧性也有利。
锰是ZU70Mn2的主要强化元素，它通过固溶强化实现强化基体的作用。在本发明中，由于锰-钒的交互作用，锰对锰钒钛钢的屈服强度的提高具有更为有益的作用。考虑到锰钒交互作用，使得锰钒钛钢的屈服强度随锰含量增加(1.6-2.1%)而明显提高。因此将本发明的锰含量从ZU70Mn2的1.40-1.80%提高到1.60-2.00%。
本发明的材质采用钒渣直接合金化冶炼工艺。钒渣中钒的收得率为85-98%，钛的收得率为10-20%左右。该工艺对新材料性能不产生任何有害的影响，比采用钒铁、钛铁合金化每吨可节省成本45元。本发明材质铸造工艺与ZU70Mn2钢完全相同，不需增加其它设备，有利于推广。
经实验室做10%滑差的配对磨损实验结果表明本发明的材质与GB1503-79中ZU70Mn2材质相比较，耐磨性提高一倍以上。用本发明材质生产的轧辊经上机实验证明其良好的抗热疲劳性使轧辊表面裂纹状态有较大改善，咬合性能也明显改善，轧辊使用寿命平均提高30%以上。
实施例用5吨电弧炉冶炼采用钒渣直接合金化冶炼工艺，浇铸φ500轧辊。经950℃正火，640℃回火处理，取样进行化学分析和机械性能检验，并在φ500mm轧机上上机试验，与GB1503-79UZ70Mn2材质轧辊相比较，结果如下。
1、化学成分结果见表1。
2、机械性能结果及热处理工艺见表2。
3、在拇ㄊ±稚绞写蠖珊痈痔Е 00mm开坯轧机上上机试验结果见表3。
4、本发明材质与ZU70Mn2的相对耐磨性比较见表4。
权利要求
一种含钒钛低锰耐磨钢，其特征在于化学成分为(重量百分比)C0.60-0.75%，Si0.20-0.45%，Mn1.60-2.00%，P＜0.03%，S＜0.03%，V0.1-0.2%，Ti0.01-0.04%，余量为铁和微量杂质。
全文摘要
本发明属金属耐磨材料技术领域，提供了一种含钒钛低锰耐磨铸钢。其特征是该铸钢的成分为(重量百分比)C0.60-0.75％，Si0.20-0.45％，Mn1.60-2.00％，P＜0.03％，S＜0.03％，V0.10-0.20％，Ti0.01-0.04％，余量为铁和微量杂质，该材料具有良好的耐磨性能和抗热疲劳性能，尤其适用于制造中小型、中低速开坯轧机轧辊。
文档编号C22C38/14GK1032198SQ88109738
公开日1989年4月5日 申请日期1988年10月19日 优先权日1988年10月19日
发明者刘森, 黄正江, 姜忠玉, 曾建川 申请人:乐山冶金机械轧棍厂, 冶金工业部攀枝花钢铁公司钢铁研究院