一种高强度低碳钢材料及其制备方法

摘要

一种高强度低碳钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4、硅0.05-0.15、Mo3.2-3.5、Ni1.7-2.2、Mn4.1-4.3、Co0.03-0.05、Nb0.4-0.6、V0.004-0.008、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁。本发明通过使用锰、镍、铌、钒等原料组合，合理设置配比和生产工艺，合理设置投放次序，形成的低碳钢不仅具有低碳钢的优异韧性和可塑性，还具有高强度、硬度高、耐磨性好的特点；并使用部分废铁作为原料，提高合金的质量稳定均一；本发明适用于多种部件，机械加工性能好，使用寿命长，安全系数高。通过加入精炼剂，气孔度降低1-2度。

主权项

一种高强度低碳钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2‑0.4、硅0.05‑0.15、Mo3.2‑3.5、Ni1.7‑2.2、Mn4.1‑4.3、Co0.03‑0.05、Nb0.4‑0.6、V0.004‑0.008、P≤0.030、S≤0.030、余量为铁；所述的高强度低碳钢材料的生产方法，其特征在于：（1）、将生铁与废铁按1：2比例投入炉中熔化作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理；（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（a）硅、Mn；（b）Mo、Ni、Co；（c）其它剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为10‑12分钟，投料后搅拌均匀；所述的铸后热处理是：先由室温以180‑200℃/小时速率升温至900‑915℃，保温3‑4小时；再以140‑160℃/小时速率降温至600‑615℃，保温40‑60分钟；再以100‑120℃/小时速率降温至320‑340℃，保温2‑3小时；再以150‑170℃/小时速率升温至500‑520℃，保温2‑3小时，取出空冷即得；所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：工具钢粉3‑4、粘土9‑12、氧化镁3‑4、氯化锌2‑3、氟铝酸钠5‑6、氧化铝1‑2、铝矾土5‑6、硼化钒1‑2、二甲基氧化锡1‑2、氢氧化铝8‑10、玉石粉3‑4、蒙脱石1‑2；制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100‑200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量2‑3%的硅烷偶联剂KH‑550、1‑2%的纳米碳粉，混合均匀后，在8‑15MPa下压制成坯，然后，在900‑950℃下煅烧3‑4小时，冷却后，再粉碎成150‑250目粉末，即得。