本发明公开了一种ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量%组成：C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。本发明还公开了利用上述ZG25MnSY3材料制备铸件的方法。本发明的铸件材料，经过电弧炉和精炼炉熔炼及在精炼后期加入变质剂，具有良好的金相组织，机械性能大幅度提高，强度和韧性提高，使用寿命延长。
1.一种ZG25MnSY3铸件材料，其特点在于，由以下组分按照质量％组成：C为0.29％，Si为0.32％，Mn为1.1％，P为0.015％，S为0.01％，Cr为0.55％，Ni为0.56％，Mo为
0.38％，V为0.095％，Nb为0.045％，Cu为0.25％，Al为0.034％，其余为Fe，合计100％。
2.一种ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，其特点在于，该ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量％组成：C为0.25％-0.3％，Si为
0.3％-0.45％，Mn为1％～1.2％，P为≤0.02％，S为≤0.015％，Cr为0.3％-0.6％，Ni为
0.4％-0.6％，Mo为0.3％-0.45％，V为0.09％～0.15％，Nb为≤0.05％，Cu为≤0.3％，Al为0.03％-0.06％，其余为Fe，合计100％，具体按照以下步骤实施：步骤1、利用EBT电炉进行初炼
1.1)成分控制，即元素质量含量％：为了保证LF精炼时化学成分合格，电炉出钢时应满足C≤0.15％、P≤0.005％；
第一罐料配入石灰为钢水重量的4％～5％；氧化期及时大量放渣和补加渣料，确保出钢时P≤0.005％；
1.3)采用留钢留渣操作，留钢量5～7t，严禁氧化渣进入精炼包；
1.4)初炼炉出钢温度：1650℃～1680℃，预脱氧操作时使用强脱氧剂为0.5Kg/t钢；
2.1.2)精炼包必须清理干净，包衬无废钢、无粘渣，渣线挖补面积不大于渣线面积的
2.1.3)检查透气砖的残高和透气性，确保残高安全，透气良好；精炼包使用前必须烘烤良好；
渣料组成为：石灰与萤石质量比为4-5：1，精炼炉渣厚控制在200±10mm；
2.3)扩散脱氧剂选用C粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉，扩散脱氧剂要分批加入，待炉渣变白、粘度合适，测温取样后，根据分析结果，钢水温度升到≥1620℃后调整合金成分，合金化后将温度升到1590±10℃，取全分析样和气体样，待成份合适和气体成份达到[O]≤30ppm、[N]≤70ppm、[H]≤3.0ppm；
2.4)在精炼后期LF精炼炉内要保持微正压，继续加入扩散脱氧剂，保持还原气氛；
2.5)精炼时间不低于45分钟，上述的合金组分加完后要求精炼白渣保持时间≥20分钟，出钢前加入钒铁合金；
浇注要求低温快注，浇注温度为1545±10℃，同时铸件按铸造工艺图造型完毕，按浇注工艺温度浇注，铸件保温、打箱、精整后得到ZG25MnSY3铸件；
步骤4、对ZG25MnSY3铸件进行正回火，即成。
3.根据权利要求2所述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，其特点在于：所述的正回火工艺过程是：在200±10℃保温3±0.1小时，升温速度控制在≤50℃/h，铸件升温至650±10℃时，保温4±0.1小时；升温速度控制在≤60℃/h，铸件温度加热至920±10℃保温16±0.2小时，然后出炉进行正火喷雾处理；待铸件降温至150-200℃，保温3±0.1小时，重新进炉回火热处理，升温速度控制在≤60℃/h，铸件温度加热至620±10℃保温20±0.2小时，空气冷却至室温。
一种ZG25MnSY3铸件材料及铸件制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于铸造材料技术领域，涉及一种ZG25MnSY3铸件材料，本发明还涉及利用该种ZG25MnSY3材料制备铸件的方法。
背景技术
[0002] 随着铸造技术的发展，对铸件的性能要求越来越高，这就要求铸件要有较好的材料、良好的金相组织和较高的机械性能，才能保证铸件在使用过程中耐磨、耐疲劳，保证铸件在使用过程中不发生变形、断裂。尤其是在地下采煤的煤井中，铸件的安全性对操作人员生命的安全、设备运行的连续性工作，均起到了至关重要的作用。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种ZG25MnSY3铸件材料，解决了现有铸件在使用过程中耐磨、耐疲劳性能不足，在使用过程中易发生变形、断裂的问题。
[0004] 本发明的另一目的是提供一种利用该种ZG25MnSY3材料制备铸件的方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量%组成：
[0006] C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。
[0007] 本发明所采用的另一技术方案是，一种利用上述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，具体按照以下步骤实施：
[0008] 步骤1、利用EBT电炉进行初练
[0009] 1.1）成分控制，电炉出钢时应满足C≤0.15%、P≤0.005%；
[0010] 1.2）选用杂质少、低P、S的优质废钢、料头
[0011] 第一罐料配入石灰为钢水重量的4～5%；氧化期及时大量放渣和补加渣料，确保出钢时P≤0.005%；
[0012] 1.3）采用留钢留渣操作，留钢量5～7t，严禁氧化渣进入精炼包；
[0013] 1.4）初炼炉出钢温度：1650～1680℃，预脱氧操作时使用强脱氧剂为0.5Kg/t钢。
[0014] 步骤2、利用LF精炼炉进行精炼
[0015] 2.1）将精炼包吊到钢包车上后尽快进行氩气置换；
[0016] 精炼包的准备过程是：
[0017] 2.1.1）检查精炼包各部位，确认各部位正常；
[0018] 2.1.2）精炼包必须清理干净，包衬无废钢、无粘渣，渣线挖补面积不大于渣线面积的50%；
[0019] 安装好滑动水口，确认机构处于良好工作状态；
[0020] 2.1.3）检查透气砖的残高和透气性，确保残高安全，透气良好；精炼包使用前必须烘烤良好；
[0021] 2.2）将精炼包送达精炼工位后，测温、加渣料，
[0022] 渣料组成为：石灰与萤石质量比为4-5：1，精炼炉渣后控制在200±10mm；
[0023] 2.3）扩散脱氧剂选用C粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉，扩散脱氧剂要分批加入，待炉渣变白、粘度合适，测温取样后，根据分析结果，钢水温度升到≥1620℃后调整合金成分，合金化后将温度升到1590±10℃，取全分析样和气体样，待成份合适和气体成份达到[O]≤30ppm、[N]≤70ppm、[H]≤3.0ppm；
[0024] 2.4）在精炼后期LF精炼炉内要保持微正压，继续加入扩散脱氧剂，保持还原气氛；
[0025] 2.5）精炼时间不低于45分钟，上述的合金组分加完后要求精炼白渣保持时间≥20分钟，出钢前加入钒铁合金；
[0026] 2.6）精炼炉出钢温度为1580±10℃；
[0027] 步骤3、进行浇注
[0028] 浇注要求低温快注，浇注温度为1545±10℃，同时铸件按铸造工艺图造型完毕，按浇注工艺温度浇注，铸件保温、打箱、精整后得到ZG25MnSY3铸件；
[0029] 步骤4、对ZG25MnSY3铸件进行正回火，即成。
[0030] 本发明的有益效果是，通过对比现有铸件材料，通过降低和增加某些合金元素，经过电弧炉和精炼炉熔炼及在精炼后期加入变质剂，保证铸件化学成份，通过合理、合适的热处理工艺，使铸件得到良好的金相组织，并使铸件机械性能大幅度的提高，提高铸件的强度和韧性，减少铸件备件更换频率，延长铸件使用寿命。
具体实施方式
[0031] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0032] 本发明的ZG25MnSY3铸件材料，由以下组分按照质量%组成：
[0033] C为0.25%-0.3%，Si为0.3%-0.45%，Mn为1%～1.2%，P为≤0.02%，S为≤0.015%，Cr为0.3%-0.6%，Ni为0.4%-0.6%，Mo为0.3%-0.45%，V为0.09%～0.15%，Nb为≤0.05%，Cu为≤0.3%，Al为0.03%-0.06%，其余为Fe，合计100%。
[0034] 参照表1，是本发明ZG25MnSY3铸件材料的组织设计要求性能指标。
[0035] 表1，本发明ZG25MnSY3铸件材料组织设计要求性能指标
[0036]
[0037] 本发明ZG25MnSY3铸件材料其他的技术指标还包括：
[0038] 1）O≤50ppm、H≤10ppm、N≤150ppm；
[0039] 2）退火组织为珠光体加铁素体，晶粒度8级以上；
[0040] 3）铸后完全退火（正火+高温回火），组织为少量粒状贝氏体+珠光体+铁素体，晶粒度9级以上。
[0041] 本发明利用上述的ZG25MnSY3材料制备铸件的方法，包括电炉初炼→LF精炼→浇注→热处理工艺，各个组分在冶炼过程中陆续添加，实行最终的化学成分质量百分比控制，具体按照以下步骤实施：
[0042] 步骤1、利用EBT电炉进行初练
[0043] 1.1）成分控制（元素质量含量%）：为了保证LF精炼时化学成分合格，电炉出钢时应满足C≤0.15%、P≤0.005%；
[0044] 1.2）选用杂质少、低P、S的优质废钢、料头（取其中的Fe和P、S）[0045] 熔清确保残余满足工艺要求，第一罐料配入石灰为钢水重量的4～5%；氧化期及时大量放渣和补加渣料，确保出钢时P≤0.005%；
[0046] 1.3）采用留钢留渣操作，留钢量5～7t，严禁氧化渣进入精炼包；
[0047] 1.4）初炼炉出钢温度：1650～1680℃，预脱氧操作时使用强脱氧剂（比如Al）为0.5Kg/t钢。
[0048] 步骤2、利用LF精炼炉进行精炼
[0049] 2.1）将精炼包吊到钢包车上后尽快进行氩气置换；
[0050] 精炼包的准备过程是：
[0051] 2.1.1）检查精炼包各部位，确认各部位正常；
[0052] 2.1.2）精炼包必须清理干净，包衬无废钢、无粘渣，渣线挖补面积不大于渣线面积的50%，不得使用新砌包或新更换包底的钢包；安装好滑动水口，确认机构处于良好工作状态；
[0053] 2.1.3）检查透气砖的残高和透气性，确保残高安全，透气良好；精炼包使用前必须烘烤良好；
[0054] 2.2）将精炼包送达精炼工位后，测温、加渣料，
[0055] 渣料组成为：石灰与萤石质量比为4-5：1，精炼炉渣后控制在200mm±10左右；
[0056] 2.3）扩散脱氧剂选用C粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉，为了保证炉内还原气氛，扩散脱氧剂要分批加入，待炉渣变白、粘度合适，测温取样后，根据分析结果，钢水温度升到≥1620℃后调整合金成分，合金化后将温度升到1590±10℃，取全分析样和气体样，待成份合适和气体成份达到[O]≤30ppm、[N]≤70ppm、[H]≤3.0ppm；
[0057] 2.4）在精炼后期LF精炼炉内要保持微正压，继续加入扩散脱氧剂，保持还原气氛；
[0058] 在精炼过程中，要时刻观察氩气情况，适时调整氩气压力和流量，以不裸露钢水面为宜；
[0059] 2.5）精炼时间不低于45分钟，上述的合金组分加完后要求精炼白渣保持时间≥20分钟，出钢前加入钒铁合金；
[0060] 2.6）精炼炉出钢温度为1580±10℃。
[0061] 自此，铸件质量成分均符合设计要求，其中四个实施例炉次（四炉钢）最终成分参照表2-1至表2-4；
[0062] 表2-1，本发明实施例1的最终成分表（元素含量为质量%）
[0063]C Si Mn P S Cr
0.29 0.32 1.1 0.015 0.01 0.55
Ni Mo V Nb Cu Al
0.56 0.38 0.095 0.045 0.25 0.034
[0064] 气体成分为：[O]=26ppm、[N]=54ppm、[H]=3.1ppm。
[0065] 表2-2，本发明实施例2的最终成分表（元素含量为质量%）
[0066]C Si Mn P S Cr
0.26 0.35 1.15 0.013 0.012 0.5
Ni Mo V Nb Cu Al
0.44 0.33 0.1 0.03 0.3 0.04
[0067] 气体成分为：[O]=20ppm、[N]=60ppm、[H]=4ppm。
[0068] 表2-3，本发明实施例3的最终成分表（元素含量为质量%）
[0069]C Si Mn P S Cr
0.28 0.41 1.18 0.010 0.005 0.4
Ni Mo V Nb Cu Al
0.51 0.40 0.12 0.04 0.2 0.05
[0070] 气体成分为：[O]=30ppm、[N]=55ppm、[H]=8ppm。
[0071] 表2-4，本发明实施例4的最终成分表（元素含量为质量%）
[0072]C Si Mn P S Cr
0.27 0.4 1.2 0.02 0.009 0.38
Ni Mo V Nb Cu Al
0.45 0.36 0.14 0.05 0.15 0.03
[0073] 气体成分为：[O]=27ppm、[N]=53ppm、[H]=6ppm。
[0074] 步骤3、进行浇注
[0075] 浇注要求低温快注，浇注温度为1545±10℃，同时铸件按铸造工艺图造型完毕，按浇注工艺温度浇注，铸件保温、打箱、精整后得到ZG25MnSY3铸件。
