用于高应力凿削磨蚀的合金的制作方法

技术特征：
1.一种具有经热处理的微观结构的锰钢合金，其包含：(a)由以下构成的合金组合物：锰：12到30重量％；碳：1.0到2.0重量％；铬：4.5到7.0重量％；钼：0.0到3.0重量％；和铁和杂质：余量，和(b)奥氏体铁质基体，和(c)分散在整个所述奥氏体铁质基体中的成型耐火颗粒，使得≥10％的所述成型耐火颗粒位于所述奥氏体铁质基体的晶体内，而不是位于所述晶体之间的晶界处，其中所述成型耐火颗粒是铬、锆、铪、钽、钼和钨中任何一种或多种的碳化物和/或硼化物和/或氮化物的化合物。2.根据权利要求1所述的锰钢合金，其中在制造期间将另外的碳和/或硼和/或氮添加到所述组合物中。3.根据权利要求1至2中任一项所述的锰钢合金，其中所述合金组合物包含在约12重量％与26重量％之间的锰。4.根据权利要求1至3中任一项所述的锰钢合金，其中所述合金组合物包含在约1.25重量％与1.50重量％之间的碳。5.根据权利要求1至4中任一项所述的锰钢合金，其中所述合金组合物包含在约5重量％与6重量％之间的铬。6.根据权利要求1至5中任一项所述的锰钢合金，其中所述合金组合物包含大于5重量％且小于或等于7重量％的铬。7.根据权利要求1至6中任一项所述的锰钢合金，其中所述合金组合物包含在约0.5重量％与2.0重量％之间的钼。8.根据权利要求1至7中任一项所述的锰钢合金，其中≥50％的所述成型耐火颗粒是碳化铬和/或硼化铬和/或氮化铬。9.根据权利要求1至8中任一项所述的锰钢合金，其中所述杂质包括以下中的一种或多种：硅：≤1.00重量％；硫：≤0.20重量％；镍：≤0.15重量％；硼：≤0.10重量％；钨：≤0.10重量％；磷：≤0.05重量％；铜：≤0.05重量％；钛：≤0.05重量％；和钒：≤0.05重量％。10.根据权利要求1至9中任一项所述的锰钢合金，其中≤50％的所述成型耐火颗粒是碳化钼和/或硼化钼和/或氮化钼。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的锰钢合金，其中所述合金组合物碳是基于锰的浓度来选择以控制所述微观结构的特性，包括以下中的一种或多种：
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提高成型耐火颗粒在整个所述奥氏体铁质基体中形成而不是位于晶界处的比率；
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降低成型耐火颗粒在所述奥氏体铁质基体的晶界处形成的比率；
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提高成型耐火颗粒形成光滑表面的比率；
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降低成型耐火颗粒形成粗糙表面的比率；和/或
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降低在所述奥氏体铁质基体内的晶粒生长速率。12.根据权利要求1至11中任一项所述的锰钢合金，其中所述成型耐火颗粒包含最多1.0重量％的碳化钛、碳化铌和/或碳化钒。13.根据权利要求1至12中任一项所述的锰钢合金，其中所述锰钢合金是铸造合金。14.根据权利要求13所述的锰钢合金，其中所述锰钢合金是通过溶液处理和淬火进行热处理的铸件。15.根据权利要求14所述的锰钢合金，其中所述溶液处理在约1000℃与1250℃之间的温度下进行。16.根据权利要求13或14所述的锰钢合金，其中所述溶液处理在高于1050℃的温度下进行。17.根据权利要求13至16中任一项所述的锰钢合金，其中所述溶液处理在高于1150℃的温度下进行。18.根据权利要求13至17中任一项所述的锰钢合金，其中所述溶液处理在约1170℃的温度下进行。19.根据权利要求13至18中任一项所述的锰钢合金，其中所述淬火是用水进行的。20.根据权利要求1至12中任一项所述的锰钢合金，其中所述锰钢合金是变形合金。21.一种适用于高应力凿削磨蚀的设备，其包括根据权利要求1至20中任一项所述的锰钢合金。22.根据权利要求21所述的设备，其中所述设备是选自圆锥破碎机衬板、回转破碎机衬板、颚式破碎机衬板、冲击破碎机衬板、磨机衬板和采矿行业中使用的其它衬板的衬板，或用于破碎机系统和磨机系统中的磨损部件。23.一种生产根据权利要求1至19中任一项所述的锰钢合金的方法，其包含以下步骤：(a)形成锰钢的熔体，其包含将组合物加热到铸造温度，所述组合物包含：锰：12到30重量％；碳：1.0到2.0重量％；铬：4.5到7.0重量％；钼：0.0到3.0重量％；和铁和杂质：余量，和(b)将所述熔体倒入模具中以形成所述铸件；(c)使所述铸件冷却到室温；(d)将所述铸件加热到溶液处理温度；以及(e)将所述铸件淬火。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述铸造温度在约1350℃与1450℃之间。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述铸造温度在所述锰钢熔体的液相线温度的30℃内。26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中所述溶液处理温度在约1000℃与1250℃之间。27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法，其中所述溶液处理温度高于约1050℃。28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述溶液处理温度高于约1150℃。29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其中所述溶液处理温度为约1170℃。30.根据权利要求23至29中任一项所述的方法，其中所述淬火是用水进行的。

技术总结
本发明涉及一种具有经热处理的微观结构的锰钢合金，其包含：(a)由以下构成的合金组合物：锰：12到30重量％；碳：1.0到2.0重量％；铬：4.5到7.0重量％；钼：0.0到3.0重量％；和铁和杂质：余量，和(b)奥氏体铁质基体；和(c)分散在整个所述奥氏体铁质基体中的成型耐火颗粒，使得≥10％的所述成型耐火颗粒位于所述奥氏体铁质基体的晶体内，而不是位于所述晶体之间的晶界处，其中所述成型耐火颗粒是铬、锆、铪、钽、钼和钨中任何一种或多种的碳化物和/或硼化物和/或氮化物的化合物。本发明还涉及适用于高应力凿削磨蚀的包括本发明的锰钢合金的设备，以及生产本发明的锰钢合金的方法。以及生产本发明的锰钢合金的方法。以及生产本发明的锰钢合金的方法。


技术研发人员：布鲁克
受保护的技术使用者：伟尔矿物澳大利亚私人有限公司
技术研发日：2020.11.06
技术公布日：2022/7/22