CN101451218A - 一种调质型耐磨钢及其热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调质型耐磨钢及其热处理方法,包括以下重量百分含量的化学成分组成:C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.60%,P≤0.025%,S≤0.010%,Ni≤0.60%,Cr≤1.00%,Mo≤0.50%,Nb 0.02-0.03%,V 0.04-0.06%,Al 0.020-0.045%,Ti 0.015-0.030%,B≤0.004%,其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的钢板达到了强韧性匹配合理,硬度合适,全厚度硬度均匀,各项力学性能指标达到预期设计要求。钢板工艺制定易于操作,工艺适应性强,各批次钢板性能稳定、均一,可以达到批量生产的要求。由于在淬火机回火时间较长,在后续生产中,可以通过试验适当缩短回火时间,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种调质型耐磨钢,尤其涉及一种80mm调质型耐磨钢WNM360B钢板,同时还涉及该耐磨钢的热处理方法。
背景技术
调质型耐磨钢是主要用于矿山及各种工程机械用耐磨易损件加工和制造等使用的结构钢板,该种耐磨钢要求有较高的硬度,一定的塑韧性。目前,常用的耐磨钢成分主要是含锰,表面硬度和性能略差,但工业上往往需要使用硬度和抗冲击性能良好指标的钢种。虽然现有的合金钢配方中也含有部分铬和镍,但还不能改善表面硬度,而硬度与使用寿命是密切相关的,这在很大程度上限制了其在工业机械设备的制备以及高炉部件的制造中的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强韧性匹配合理、硬度合适、全厚度硬度均匀的调质型耐磨钢。
同时,本发明的目的还在于提供了一种调质型耐磨钢的热处理方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案采用了一种调质型耐磨钢,包括以下重量百分含量的化学成分组成:C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.60%,P≤0.025%,S≤0.010%,Ni≤0.60%,Cr≤1.00%,Mo≤0.50%,Nb 0.02—0.03%,V 0.04—0.06%,Al 0.020—0.045%,Ti 0.015—0.030%,B≤0.004%,其余为Fe和不可避免的杂质。
具体包括以下重量百分含量的化学成分组成:C 0.14—0.18%,Si 0.20—0.40%,Mn 1.20—1.40%,P≤0.015%,S≤0.005%,Ni 0.40—0.55%,Cr 0.50—0.70%,Mo 0.40—0.50%,Nb 0.02—0.03%,V 0.04—0.06%,Al 0.020—0.045%,Ti 0.015—0.030%,B 0.0015—0.0030%,其余为Fe和不可避免的杂质。
其内还含有Cu,其重量百分含量为0.07—0.08%。
同时,本发明的技术方案还在于采用了一种调质型耐磨钢的热处理方法,将含上述化学成份的钢在920—940℃的温度下进行淬火,保温时间为30—50min;冷却辊速:2—4m/min;冷却水量:最大水量总量为6200—6700单位;回火温度为575—595℃,保温时间60min。
所述的保温时间采用计算机逻辑程序控制。
本发明的钢板达到了强韧性匹配合理,硬度合适,全厚度硬度均匀,各项力学性能指标达到预期设计要求。钢板工艺制定易于操作,工艺适应性强,各批次钢板性能稳定、均一,可以达到批量生产的要求。由于在淬火机回火时间较长,在后续生产中,可以通过试验适当缩短回火时间,降低了能源成本。
附图说明
图1a为本发明的淬火态钢板全厚度金相组织照片(上表面);
图1b为本发明的淬火态钢板全厚度金相组织照片(上1/4处);
图1c为本发明的淬火态钢板全厚度金相组织照片(中心处);
图1d为本发明的淬火态钢板全厚度金相组织照片(下1/4处);
图1e为本发明的淬火态钢板全厚度金相组织照片(下表面);
图2为本发明在回火制度下钢板1/4处金相组织照片;
图3为回火温度对硬度及冲击韧性的影响曲线。
具体实施方式
本实施例中的调质型耐磨钢(以炉号:07102663N批号:GZH73420480mm厚的WNM360B为例),包括以下重量百分含量的化学成分组成:C 0.17%,Si 0.31%,Mn 1.31%,P 0.014%,S 0.003%,Ni 0.46%,Cr 0.60%,Cu 0.07%Mo 0.45%,Nb 0.025%,V 0.046%,Al 0.042%,Ti 0.022%,B 0.0028%,其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的耐磨钢的冶炼方法为:电炉+炉外精炼。
本发明的热处理方法为:
淬火温度:930℃;保温时间:PLC+30min,其中PLC的意思是计算机逻辑程序控制;
冷却辊速:2m/min;冷却水量:最大水量(总量约6200-6700单位)
回火温度:585℃,保温时间PLC+60min。
淬火态钢板性能
力学性能(见表1)
表1
金相组织及照片(见表2、图1a、图1b、图1c、图1d、图1e)
表2
淬火态性能评价
淬火态钢板硬度有较高的富余量,能够使钢板在较高温度回火,保证了碳化物在亚高温回火时充分球化,提高韧性。钢板上下表面硬度相当,表面组织为M,中心组织为B+M,表面与中心硬度相差约40HV,由于M稳定性较B差,后续的回火处理中,硬度差可被进一步缩小。(见图1a、图1b、图1c、图1d、图1e)
回火钢板性能
力学性能(见表3)
表3
回火钢板组织(见表4、图2)
表4
依据系列温度回火试验结果,(见图2、图3)钢板的最佳回火工艺在600℃左右,在300℃回火时,M组织开始缓慢分解析出细小地碳化物,通过500倍的观察,其组织为回T,B在此温度下分解为回B,随着回火温度的升高,碳化物析出量逐渐增多,在500℃保温3min/mm制度下,组织中碳化物细小且均匀弥散,随着温度的进一步升高,碳化物开始聚集长大,硬度开始大幅度降低。
最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1、一种调质型耐磨钢,其特征在于:包括以下重量百分含量的化学成分组成:C≤0.22%,Si≤0.80%,Mn≤1.60%,P≤0.025%,S≤0.010%,Ni≤0.60%,Cr≤1.00%,Mo≤0.50%,Nb 0.02—0.03%,V 0.04—0.06%,Al 0.020—0.045%,Ti 0.015—0.030%,B≤0.004%,其余为Fe和不可避免的杂质。
2、根据权利要求1所述的调质型耐磨钢,其特征在于:具体包括以下重量百分含量的化学成分组成:C 0.14—0.18%,Si 0.20—0.40%,Mn 1.20—1.40%,P≤0.015%,S≤0.005%,Ni 0.40—0.55%,Cr 0.50—0.70%,Mo 0.40—0.50%,Nb 0.02—0.03%,V 0.04—0.06%,Al 0.020—0.045%,Ti 0.015—0.030%,B 0.0015—0.0030%,其余为Fe和不可避免的杂质。
3、根据权利要求1所述的调质型耐磨钢,其特征在于:其内还含有Cu,其重量百分含量为0.07—0.08%。
4、一种如权利要求1—3中任一条所述的调质型耐磨钢的热处理方法,其特征在于:将含上述化学成份的钢在920—940℃的温度下进行淬火,保温时间为30—50min;冷却辊速:2—4m/min;冷却水量:最大水量总量为6200—6700单位;回火温度为575—595℃,保温时间60min。
5、根据权利要求4所述的调质型耐磨钢的热处理方法,其特征在于:所述的保温时间采用计算机逻辑程序控制。
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