一種金屬材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種金屬材料及其制備方法，所述金屬材料按重量百分含量包括如下組分：C1.6?2.6％，B0.2?0.8％，Mn0.3?1.2％，Cr12?23％，Sn0.8?2.3％，Al0.7?1.5％，Ti0.1?0.8％，Bi0.4?1.0％，Ce1.0?1.5％，Cu0.2?1.0％其余為Fe。所述金屬材料具有優異的機械性能、耐磨性、耐蝕性、耐寒性、耐熱性和流動性，其硬度可達HV670，強度可達635MPa，并且具有優異的韌性、塑性、剛度和耐磨性，另外所述金屬材料的質地緊密，品質好，可廣泛用于金屬材料領域。
【專利說明】
一種金屬材料及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于材料技術領域，尤其涉及一種金屬材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前的金屬材料中合金金屬材料運用的更為廣泛，一般的金屬材料中基本上是由 C、B、Fe等元素組成。這些金屬材料可以滿足一般工業需求，但是在一些對金屬材料的性能 要求較高的領域而言，常規的金屬材料還遠遠無法滿足需求。我國的稀土資源位居世界前 沿，稀土元素由于其自身特有的性能，將其滲入到鋼鐵中能夠很好的提高鋼鐵的性能，因 此，目前稀土在冶金工業方面的研究開始比較深入。但是，稀土元素一般價格比較昂貴，其 加入的量及與那些組分組合都還是一個需要進一步研究的目標。
[0003] CN 104178703A公開了一種金屬材料，其各個組成部分所占百分比為：(：：0.2-2.4% ,B :0.3-1.3% ,Mn:0.9-2.0% ,Ni：1.0-10% ,Cr :15-25% ,Cu ： 0.8-2.3 % ,ΑΙ: 0.1-1.0%，1^:0.1-0.8%，511:0.8%-1.5%;稀土元素中的〇6、1^中的至少一種 :0.6-1.7%，其 余為Fe。但是該金屬材料的性能還不能滿足實際的需要。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種金屬材料及其制備方法， 所述金屬材料具有優異的機械性能、耐磨性、耐蝕性、耐寒性、耐熱性和流動性，并且質地緊 密，品質尚。
[0005] 為達此目的，本發明采用以下技術方案：
[0006] 本發明提供了一種金屬材料，所述金屬材料按重量百分含量包括如下組分：
[0009] 所述金屬材料中，C的重量百分含量為1.6-2.6%，如1.7%、1.8%、2.0%、2.2%、 2.4%或2.5%等;B的重量百分含量為0.2-0.8%，如0.3%、0.5%、0.6%或0.7%等;Μη的重 量百分含量為0.3-1.2%，如0.5%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%或1.1 %等;Cr的重量百分含 量為12-23%，如13%、15%、16%、17%、18%、19%或22% 等；Sn的重量百分含量為0.8-2.3%，如0.9%、1.0%、1.2%、1.3%、1.5%、1.7%、1.9%或2.1 %等;A1的重量百分含量為 0.7-1.5%，如0.8%、0.9%、1.0%、1.2%、1.3%或1.4%等；11的重量百分含量為0.1-0.8%，如0.2%、0.3%、0.5%、0.6%或0.7%等;81的重量百分含量為0.4-1.0%，如0.5%、 0.6%、0.8%或0.9%等;Ce的重量百分含量為1.0-1.5%，如1.1%、1.2%、1.3%或1.4% 等，Cu的重量百分含量為0.2-1.0%，如0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%或0.9%等，其余 為Fe。
[0010] 本發明提供的金屬材料中的Bi提高了材料的抗拉強度和硬度，減小了金屬材料晶 粒的平均尺寸，起到一定細化晶粒的作用；
[0011] Sn在所述金屬材料中起到變質劑的作用，從而使金屬材料的晶粒細化，鈧的加入 能夠提高所述金屬材料的力學性能、焊接性能和耐蝕性能；
[0012] Μη可以提高材料的韌性、強度、硬度和耐磨性、淬透性，改善金屬材料的熱加工性 能；
[0013] Cr可以提高金屬材料的強度、硬度和耐磨性；
[0014] Cu可以增強金屬材料的韌性，同時還可以降低成型加工時的有效壓力，并且比較 廉價；
[0015] A1可以減輕金屬材料的重量，并增加硬度和強度；
[0016] Ti可以起到細化金屬材料的鑄造組織和焊縫組織的作用；
[0017] 本發明中盡管沒有加入S、P，但是原材料中也會帶入S、P，這兩種元素屬于有害物 質，而稀土金屬Ce由于其高活潑性，能夠脫去金屬液中的S、P等有害物質，起到凈化金屬液 的作用，控制硫化物及其他化合物形態，起到變質、細化晶粒和強化作用，同時還可以顯著 的提高金屬材料的韌性、耐磨性、抗腐蝕性，并且還能改善金屬材料的焊接能力和低溫性 能，因此本發明中加入了適量的稀土元素 Ce。
[0018]作為優選的技術方案，所述金屬材料按重量百分含量包括如下組分：
[0021]作為優選的技術方案，所述金屬材料按重量百分含量包括如下組分：
[0023]作為優選的技術方案，所述金屬材料按重量百分含量包括如下組分：
[0026]另一方面，本發明提供了一種如上所述的金屬材料的制備方法，所述制備方法為： 將配方量的各組分投入中熔煉爐子中加熱熔化后進行澆注，冷卻，放入保溫箱內冷卻至室 溫，最后進行回火處理，即得到金屬材料。
[0027] 所述加熱熔化的溫度為1570-1600°C，優選為1595°C。
[0028] 所述冷卻的溫度為920-950°C，優選為935°C。
[0029] 所述回火處理的溫度為400-430°C，優選為415°C。
[0030] 與現有技術相比，本發明的有益效果為：
[0031] 本發明提供的金屬材料中鉻元素相互配合、協同發揮作用，具有優異的機械性能、 耐磨性、耐蝕性、耐寒性、耐熱性和流動性，其硬度可達HV670,強度可達635MPa，并且具有優 異的韌性、塑性、剛度和耐磨性，另外所述金屬材料質地緊密，品質高。
【具體實施方式】
[0032] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0033] 實施例1:
[0034] -種金屬材料按重量百分含量包括如下組分：
[0035] C1.6% ,B0.2%,Mn0.3% ,Crl2% ,Sn0.8% ,A10.7% ,TiO. 1% ,Bi0.4% ,Cel.O% , Cu0.2% ,
[0036] 其余為Fe。
[0037] 所述金屬材料的制備方法為:按將配方量各組分投入中熔煉爐子中加熱熔化，熔 化后在1570-1600 °C下進行澆注，冷卻至920-950 °C后放入保溫箱內冷卻至室溫，最后在400 °C~430°C進行回火處理。
[0038] 實施例2:
[0039] -種金屬材料按重量百分含量包括如下組分：
[0040] C2.6% ,B0.8%,Mnl.2% ,Cr23% ,Sn2.3% ,ΑΙΙ .5% ,Ti0.8% ,Bil .0% ,Cel.5% , Cul.O%其余為Fe。
[0041 ]所述金屬材料的制備方法與實施例1相同。
[0042] 實施例3
[0043] C2.1%，Β0·5%，Μη0·8%，Crl6%，Snl.7%，A11.0%，Ti0.6%，Bi0.5%，Cel.3%， Cu0.7%其余為Fe。
[0044] 所述金屬材料的制備方法與實施例1相同。
[0045] 實施例4
[0046] C1.8% ,B0.5%,Mn0.9% ,Crl9% ,Snl .9% ,ΑΙΙ .2% ,Ti0.3% ,Bi0.5% ,Cel.O% , Cu0.8%其余為Fe。
[0047] 所述金屬材料的制備方法與實施例1相同。
[0048] 對比例1-2
[0049] 所述對比例1-2為CN 104178703A中的實施例1和2。
[0050] 對比例3
[00511除不含有Bi外，其余與實施例3相同。
[0052] 對比例4
[0053]除不含有Sn外，其余與實施例3相同。
[0054] 對比例5
[0055] 除將Ce替換為La外，其余與實施例3相同。
[0056] 對實施例1-4及對比例1-5得到的金屬材料進行性能測試，測試結果如表1所示：
[0057] 表 1
[0059]
【申請人】聲明，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局 限于此，所屬技術領域的技術人員應該明了，任何屬于本技術領域的技術人員在本發明揭 露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
【主權項】
1. 一種金屬材料，其特征在于:所述金屬材料按重量百分含量包括如下組分： C 1.6-2.6%, B 0,2-0.8%， Μη 0.3-1.2%, 貨 12-23%, Sn 0.8-2.3%, Λ1 0.7-1.5%， Ti 0.1-化8%， Bi 0.4-1.0%, Ce 1.0-1.5%, 如 0.2-1.0%， 其余為Fe。2. 根據權利要求1所述的一種金屬材料，其特征在于:所述金屬材料按重量百分含量包 括如下組分： € 1.9-2.2%, 技 0.5-0.7%, Mil 0.5-1.0%， Cr 15-20%, 細 1.2-2.0%, A1 1.0-1.3%, Τι 0.3-0.6%， 啟 0.5-0.8%， Ce 1.2-1.4%, Cu 03-0.8%, 其余為化。3. 根據權利要求1或2所述的一種金屬材料，其特征在于:所述金屬材料按重量百分含 量包括如下組分： C 2.1%, B 0 5%, Μη 0.8%， Cr 16%, 細 1.7%， A1 1.0%, Ti 0.6%， 技 i 0.5%, 份 1.3%， Cu 0 7%, 其余為巧。4. 根據權利要求1-3之一所述的一種金屬材料，其特征在于:所述金屬材料按重量百分 含量包括如下組分： C 1 S%. B 0.5%. Μη ()乃％， Cr 19%, 組 1.9%, A1 1.2%, 巧 0.3%， Bi 0 5%. Ce 1.0%, Cu OS%， 其余為Fe。5. 根據權利要求1-4之一所述的一種金屬材料的制備方法，其特征在于:所述制備方法 為:將配方量的各組分投入中烙煉爐子中加熱烙化后進行誘注，冷卻，放入保溫箱內冷卻至 室溫，最后進行回火處理，即得到金屬材料。6. 根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述加熱烙化的溫度為1570-1600°C， 優選為1595 °C。7. 根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于:所述冷卻的溫度為920-950°C，優 選為935°C。8. 根據權利要求5-7之一所述的制備方法，其特征在于：所述回火處理的溫度為400- 430°(：，優選為415°(：。
【文檔編號】C22C38/36GK105970111SQ201610343005
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】徐德生
【申請人】無錫市嘉邦電力管道廠