本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種高效電磁加熱用碳鋼材料及其制備方法。

　　背景技術：

　　電磁加熱技術，利用電磁加熱的原理，通過電子線路板組成部分產生交變磁場，當用含鐵質容器放置上面時，容器表面即切割交變磁力線而在容器底部金屬部分產生交變的電流（即渦流），渦流使容器底部的鐵原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱物品的效果。因為是鐵制容器自身發熱，所以熱轉化率特別高，最高可達到95%，是一種直接加熱的方式。碳鋼是含碳量在0.0218%~2.11%的鐵碳合金，也叫碳素鋼，是近代工業中使用最早、用量最大的基本材料。一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。一般碳鋼中含碳量較高則硬度越大，強度也越高，但目前大多數材料的導磁率較低，磁損耗大，含鐵量少。

　　技術實現要素：

　　本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料及其制備方法。本發明的碳鋼合金材料在原稀土碳鋼中加入鉻鐵和鎳鐵，導磁率高，磁損耗小，穩定性好，含鐵量高。

　　為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料及其制備方法，其特征在于，該碳鋼合金材料及其制備方法具有以下特征：

　　一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料，按質量百分比計，包括以下化學元素：碳0.03%~0.08%，硅0.3%~0.6%，錳0.6%~1.2%，磷0.02%~0.05%，硫0.002%~0.005%，鉻15%~22%，鎳5%~10%，余量為鐵。

　　所述碳鋼材料的導磁率為400~40000h/m。

　　所述碳鋼材料的屈服強度σ0.2≥150mpa，抗拉強度σb≥500mpa，延伸率δ5≥20%，硬度hrb≤100。

　　所述碳鋼合金材料的制備方法，包括如下步驟：

　　s1.先以質量百分比計進行配料，以確保最終的碳鋼合金管材的成分為：碳0.03%~0.08%，硅0.3%~0.6%，錳0.6%~1.2%，磷0.02%~0.05%，硫0.002%~0.005%，鉻15%~22%，鎳5%~10%，余量為鐵；將所述配料在適應1200~1800℃熔煉溫度的熔煉爐中高溫熔煉后，得到碳鋼合金材料熔液；

　　s2.將步驟s1所得碳鋼合金材料熔液經鋼錠模自然冷卻制得鋼錠初坯；或經連鑄機連鑄工藝直接連鑄得到厚板鋼坯；

　　s3.將步驟s2所得的鋼錠初坯或厚板鋼坯放置于600℃~800℃的熱軋機上熱軋后退火、酸洗，得到熱軋鋼板卷材；

　　s4.將步驟s3得到的熱軋鋼板卷材放置于冷軋機上冷軋得到冷軋鋼板卷材初品；

　　s5.將步驟s4中所得冷軋鋼板卷材初品利用無縫鋼管制備工藝制備碳鋼合金管材，并將得到的碳鋼合金管材檢驗、包裝后入庫。

　　本發明與現有技術相比具有以下優點：

　　本發明的碳鋼合金材料在原碳鋼中加入鉻鐵可以在電磁感應下快速升溫加熱，鎳鐵可以提高電阻率，并改進材料磁性能，導磁率高，磁損耗小，穩定性好，含鐵量高。

　　下面通過具體的實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細說明。

　　具體實施方式

　　實施例1

　　一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料的制備方法，包括如下步驟：

　　s1、先以質量百分比計進行配料，以確保最終的碳鋼合金管材的成分為：碳0.055%，硅0.35%，錳1.09%，磷0.03%，硫0.003%，鉻18.26%，鎳8.11%，余量為鐵，將配料在1600℃的熔煉爐中高溫熔煉，得到碳鋼合金熔液；

　　s2、將步驟s1所得碳鋼合金熔液倒入連鑄機連鑄，得到合金鋼連鑄板坯；

　　s3、將步驟s2所得的合金鋼連鑄板坯，放置于750℃熱軋機上熱軋，之后退火并酸洗得到熱軋鋼板卷材；

　　s4、將步驟s3得到的熱軋鋼板卷材放置于冷軋機上冷軋得冷軋鋼板卷材初品；

　　s5.將步驟s4中所得冷軋鋼板卷材初品利用無縫鋼管制備工藝制備碳鋼合金管材，并將得到的碳鋼合金管材檢驗、包裝后入庫。

　　步驟s3和步驟s4中所述退火速度均為5米/分鐘，退火溫度均為800℃。

　　本實施例制得的碳鋼合金材料的導磁率為36000h/m，屈服強度σ0.2=160mpa，抗拉強度σb=580mpa，延伸率δ5=22.3%，硬度hrb=89。

　　實施例2

　　一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料的制備方法，包括如下步驟：

　　s1.先以質量百分比計進行配料，以確保最終的碳鋼合金管材的成分為：碳0.03%，硅0.6%，錳1.09%，磷0.05%，硫0.002%，鉻18.26%，鎳8.11%，余量為鐵；將所述配料在適應1200℃熔煉溫度的熔煉爐中高溫熔煉后，得到碳鋼合金材料熔液；

　　s2.將步驟s1所得碳鋼合金材料熔液經鋼錠模自然冷卻制得鋼錠初坯；或經連鑄機連鑄工藝直接連鑄得到厚板鋼坯；

　　s3.將步驟s2所得的鋼錠初坯或厚板鋼坯放置于600℃的熱軋機上熱軋后退火、酸洗，得到熱軋鋼板卷材；

　　s4.將步驟s3得到的熱軋鋼板卷材放置于冷軋機上冷軋得到冷軋鋼板卷材初品；

　　s5.將步驟s4中所得冷軋鋼板卷材初品利用無縫鋼管制備工藝制備碳鋼合金管材，并將得到的碳鋼合金管材檢驗、包裝后入庫。

　　本實施例制得的碳鋼合金材料的導磁率為1700h/m，屈服強度σ0.2=362mpa，抗拉強度σb=520mpa，延伸率δ5=20.6%，硬度hrb=94。

　　實施例3

　　一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料的制備方法，包括如下步驟：

　　s1.先以質量百分比計進行配料，以確保最終的碳鋼合金管材的成分為：碳0.08%，硅0.38%，錳0.6%，磷0.02%，硫0.003%，鉻15%，鎳5%，余量為鐵；將所述配料在適應1800℃熔煉溫度的熔煉爐中高溫熔煉后，得到碳鋼合金材料熔液；

　　s2.將步驟s1所得碳鋼合金材料熔液經鋼錠模自然冷卻制得鋼錠初坯；或經連鑄機連鑄工藝直接連鑄得到厚板鋼坯；

　　s3.將步驟s2所得的鋼錠初坯或厚板鋼坯放置于800℃的熱軋機上熱軋后退火、酸洗，得到熱軋鋼板卷材；

　　s4.將步驟s3得到的熱軋鋼板卷材放置于冷軋機上冷軋得到冷軋鋼板卷材初品；

　　s5.將步驟s4中所得冷軋鋼板卷材初品利用無縫鋼管制備工藝制備碳鋼合金管材，并將得到的碳鋼合金管材檢驗、包裝后入庫。

　　本實施例制得的碳鋼合金材料的導磁率為11000h/m，屈服強度σ0.2=157mpa，抗拉強度σb=620mpa，延伸率δ5=27%，硬度hrb=78。

　　實施例4

　　一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料的制備方法，包括如下步驟：

　　s1.先以質量百分比計進行配料，以確保最終的碳鋼合金管材的成分為：碳0.055%，硅0.3%，錳1.2%，磷0.03%，硫0.005%，鉻22%，鎳10%，余量為鐵；將所述配料在適應1400℃熔煉溫度的熔煉爐中高溫熔煉后，得到碳鋼合金材料熔液；

　　s2.將步驟s1所得碳鋼合金材料熔液經鋼錠模自然冷卻制得鋼錠初坯；或經連鑄機連鑄工藝直接連鑄得到厚板鋼坯；

　　s3.將步驟s2所得的鋼錠初坯或厚板鋼坯放置于700℃的熱軋機上熱軋后退火、酸洗，得到熱軋鋼板卷材；

　　s4.將步驟s3得到的熱軋鋼板卷材放置于冷軋機上冷軋得到冷軋鋼板卷材初品；

　　s5.將步驟s4中所得冷軋鋼板卷材初品利用無縫鋼管制備工藝制備碳鋼合金管材，并將得到的碳鋼合金管材檢驗、包裝后入庫。

　　本實施例制得的碳鋼合金材料的導磁率為40000h/m，屈服強度σ0.2=204mpa，抗拉強度σb=620mpa，延伸率δ5=28.7%，硬度hrb=91。

　　以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護范圍內。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種高效電磁加熱用碳鋼合金材料及其制備方法。本發明的碳鋼合金材料按質量百分比計，包括以下化學元素：碳0.03%~0.08%，硅0.3%~0.6%，錳0.6%~1.2%，磷0.02%~0.05%，硫0.002%~0.005%，鉻15%~22%，鎳5%~10%，余量為鐵。本發明制備的碳鋼合金材料在原碳鋼中加入鉻鐵和鎳鐵，導磁率高，磁損耗小，穩定性好，含鐵量高，導磁率為400~40000H/m，屈服強度σ0.2≥150MPa，抗拉強度σb≥500MPa，延伸率δ5≥20%，硬度HRB≤100。

　　技術研發人員：孫昊;高鑫宇;范呂慧;衛靈君;盧莉璟;胡雁龍

　　受保護的技術使用者：江南大學

　　技術研發日：2019.07.30

　　技術公布日：2019.10.15