CN101748333A

CN101748333A - 一种低碳当量高强度耐磨钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN101748333A
Application number: CN200910312321A
Authority: CN
Inventors: 王新; 钱泽旺; 谢良法; 韦明; 赵文忠; 李建立; 张仪杰; 晏欣伟; 张西忠; 张亚丽; 张俊凯; 刘建磊; 白永强; 王晓刚; 张启远; 王祥
Original assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuyang Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN101748333B

Abstract

本发明公开了一种低碳当量高强度耐磨钢板，由以下重量百分比的组分制备而成：C0.15-0.18％，Si0.20-0.40％，Mn1.30-1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，V 0.040-0.050％，Nb0.017-0.030％，Al 0.020-0.040％，Cr 0.15-0.25％，Mo 0.18-0.28％，Ti 0.017-0.026％，B0.0015-0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质，钢板的厚度为8-60mm。本发明的高强度耐磨钢板，屈服强度在1000MPa以上；布氏硬度在380-430HBW之间；碳当量在0.41-0.49％之间；抗拉强度最高可达1280MPa；低温韧性良好；钢板最大厚度可达到60mm。

Description

一种低碳当量高强度耐磨钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种低碳当量高强度耐磨钢板，同时还公开了一种该钢板的生产方法。

背景技术

随着我国经济建设的迅猛发展，市场对高强耐磨钢板的需求日益增大。特别煤矿机械、工程机械、冶金机械、筑路机械及矿山机械等行业，为降低制造成本，纷纷选用国产铸件和少量的钢板。由于国内耐磨钢板生产能力有限，铸件材料后续加工受限，致使国内耐磨钢不能满足市场需求。

中国专利申请号：200710193026.2，公开了一种高强度耐磨钢板，其成分包括C、Si、Mn、Ni、V、Nb、B、Cr、Mo、Ti、Al等微量元素，通过合理的制备工艺，得到的高强度耐磨钢板，其布氏硬度为360-440HBW，抗拉强度不低于1220MPa，焊接性能好，冷弯性能好，冲击韧性好，钢板板型好，可广泛应用于工程机械制造。但是，近年来，随着工业发展和社会进步，有色金属的价格逐渐升高，其中Ni的价格上升较为明显，相比前几年的价格上涨了近3倍，从而增加了高强度耐磨钢板的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含有Ni元素的高强度耐磨钢板，能够保持钢板的各项性能。

本发明的另一目的是一种高强度耐磨钢板的生产方法。

为了实现以上目的，本发明的高强度耐磨钢板所采用的技术方案是：一种低碳当量高强度耐磨钢板，由以下重量百分比的组分制备而成：

C 0.15-0.18％，Si 0.20-0.40％，Mn 1.30-1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，V0.040-0.050％，Nb 0.017-0.030％，Al 0.020-0.040％，Cr 0.15-0.25％，Mo 0.18-0.28％，Ti0.017-0.026％，B 0.0015-0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的高强度耐磨钢板的生产方法包括以下步骤：

1)冶炼工艺：将含有各元素的钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，精炼完毕后，真空脱气炉(VD炉)真空处理；

2)浇铸工艺：将步骤1)处理后的钢水在1540-1560℃条件下浇铸；

3)加热工艺：1000℃以下升温速度60-120℃/h，最高加热温度1220-1240℃，总加热时间10-14min/mm；

4)轧制工艺：第一阶段轧制温度在930-1100℃之间，累计压下率70-90％；第二阶段轧制温度在820-925℃之间，累计压下率30-50％；

5)调质工艺：经抛丸后钢板在进行淬火，淬火温度为915-935℃，保温时间为2-2.5min/mm；淬火后钢板进行低回火处理，回火温度为200-210℃，保温时间为4-4.5min/mm，回火后钢板空冷。

步骤1)所述真空处理之前加入Al线和SiCa块。

步骤1)所述真空处理的真空度不大于0.5乇，真空保持时间15-40分钟。

步骤2)所述浇铸采用连铸工艺生产，拉坯速度为0.7-1.2m/min。

步骤4)所述轧制中，第一阶段的开轧温度为985-1100℃，终轧温度为930-950℃；第二阶段的开轧温度为900-925℃，终轧温度为820-880℃。

步骤4)所述轧制中单道次压下率为10-30％。

所述调质工艺之前进行矫直和抛丸。

步骤6)淬火的冷却工艺为：

钢板厚度8-10mm，冷却辊速为20m/min；

钢板厚度11-12mm，冷却辊速为18m/min；

钢板厚度13-16mm，冷却辊速为16m/min；

钢板厚度17-25mm，冷却辊速为8-10m/min；

钢板厚度26-40mm，冷却辊速为5-6m/min；

钢板厚度41-50mm，冷却辊速为3-4m/min；

钢板厚度大于50-60mm，冷却辊速为1-2m/min。

本发明的高强度耐磨钢板，具有以下优点：1、强度较高，屈服强度在1000MPa以上；2、硬度高，布氏硬度在380-430HBW之间；3、碳当量低，在0.41-0.49％之间；4、抗拉强度最高可达1280MPa；5、低温韧性良好，-20℃的横向冲击功可达40-60J；6、钢板最大厚度可达到60mm，。

本发明的钢板的化学成分设计采用低碳当量，强韧性好、可焊接性能好；加入的贵重金属含量少，成本低，市场竞争力强；采用II型控轧控冷工艺，解决了轧机轧制压力不足而造成的晶粒粗大不均、冲击韧性减低现象；冷弯性能好，钢板冷变形性能良好，减轻了劳动强度，节约工时和提高了材料的利用率；钢板板型良好，不平度≤5mm/m，有优良的综合性能；供货钢板冲击韧性有相当大的富裕量，可广泛用于矿山、工程和冶金机械制造行业的使用，应用前景广阔。

本发明的高强度耐磨钢板，省略了较为昂贵且加入量较大的Ni元素组分，并对其它成分的含量进行了相应的调整，结合调整后的制备工艺，得到了各项性能相近的高强度耐磨钢板，同样具有高强度耐磨性，及焊接性能，冷弯性能，冲击韧性等，满足用户的需要。

具体实施方式

实施例1

本实施例的高强度耐磨钢板，厚度20mm，其是由以下重量百分比的组分制备而成：

C 0.15％，Si 0.31％，Mn 1.34％，P 0.014％，S 0.002％，V 0.040％，Nb 0.030％，Al0.030％，Cr0.21％，Mo0.22％，Ti0.017％，B 0.0015％，余量为铁和不可避免的杂质。碳当量为0.48％。

本实施例的高强度耐磨钢板的生产方法包括如下步骤：

1)冶炼工艺：将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线，精炼过程保证精炼渣白，保证脱氧效果，完毕后真空脱气炉(VD炉)真空处理，真空前加入SiCa块，真空度不大于0.5乇，真空保持时间25分钟后破坏真空；

2)浇铸工艺：真空破坏后，然后采用200×1800mm连铸机浇铸，温度在1550℃进行浇铸，拉坯速度为0.7m/min；

3)加热工艺：1000℃以下升温速度为120℃/h，加热温度1220℃；总加热时间12min/mm；

4)轧制工艺：第一阶段的开轧温度为985℃，终轧温度为940℃，累计压下率为78％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度为910℃，终轧温度为820℃，累计压下率为39％；轧制时单道次的压下率为15-25％；

5)矫直和抛丸工艺：经轧制后趁热矫直，矫直后钢板先进行抛丸，保证钢板表面良好；

6)调质工艺：抛丸后钢板进行淬火，淬火后钢板为全厚度马氏体钢，淬火加热温度为925℃，保温时间为2.3min/mm，以水量3800t/h冷却，淬火冷却辊速为9m/min；对淬火后钢板进行回火处理，回火温度为206℃，保温时间为4.5min/mm，回火后钢板空冷。

本实施例的高强度耐磨钢板的力学性能：屈服强度1030MPa，抗拉强度：1160MPa，钢板截面布氏硬度：406～420HBW。-20℃横向冲击：40J 39J 60J。180°冷弯d＝4a，良好。

实施例2

本实施例的高强度耐磨钢板，厚度60mm，其是由以下重量百分比的组分制备而成：

C 0.17％，Si 0.20％，Mn 1.30％，P 0.010％，S 0.003％，V 0.046％，Nb 0.025％，Al0.040％，Cr0.15％，Mo0.18％，Ti0.022％，B 0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质。碳当量为0.49％。

本实施例的高强度耐磨钢板的生产方法包括如下步骤：

1)冶炼工艺：将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线；精炼过程保证精炼渣白，保证脱氧效果。完毕后真空脱气炉(VD炉)真空处理，真空前加入SiCa块，真空度不大于0.5乇，真空保持时间15分钟后破坏真空；

2)浇铸工艺：真空破坏后，然后采用300×1800mm连铸机浇铸，温度在1540℃进行浇铸，拉坯速度为1.0m/min；

3)加热工艺：1000℃以下升温速度90℃/h，加热温度1230℃，总加热时间为10min/mm；

4)轧制工艺：第一阶段的开轧温度为1100℃，终轧温度为950℃，累计压下率为90％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度为925℃，终轧温度为865℃，累计压下率为50％；轧制时单道次的压下率为15-30％；

6)调质工艺：抛丸后钢板进行淬火，淬火后钢板为全厚度马氏体钢，淬火加热温度为935℃，保温时间为2.5min/mm，以水量3900t/h冷却，淬火冷却辊速为1m/min；淬火后钢板进行回火处理，回火温度为210℃，保温时间为4min/mm，回火后钢板空冷。

本实施例的高强度耐磨钢板的力学性能：屈服强度1010MPa，抗拉强度：1280MPa，钢板截面布氏硬度：415～422HBW。-20℃横向冲击：26J 29J 30J。180°冷弯d＝4a，良好。

实施例3

本实施例的高强度耐磨钢板，厚度40mm，其是由以下重量百分比的组分制备而成：

C 0.18％，Si 0.40％，Mn 1.40％，P 0.009％，S 0.003％，V 0.050％，Nb 0.017％，Al0.020％，Cr0.25％，Mo0.28％，Ti0.026％，B 0.0030％，余量为铁和不可避免的杂质。碳当量为0.49％。

本实施例的高强度耐磨钢板的生产方法包括如下步骤：

1)冶炼工艺：将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，并喂Al线；精炼过程保证精炼渣白，保证脱氧效果。完毕后真空脱气炉(VD炉)炉真空处理，真空前加入SiCa块，真空度不大于0.5乇，真空保持时间40分钟后破坏真空；

2)浇铸工艺：真空破坏后，然后采用300×1800mm连铸机浇铸，温度在1560℃进行浇铸，拉坯速度为1.2m/min；

3)加热工艺：1000℃以下升温速度60℃/h，加热温度1240℃，总加热时间为14min/mm；

4)轧制工艺：第一阶段的开轧温度为990℃，终轧温度为930℃，累计压下率为70％，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度为900℃，终轧温度为880℃，累计压下率为30％；轧制时单道次的压下率为10-20％；

6)调质工艺：抛丸后钢板进行淬火，淬火后钢板为全厚度马氏体钢，淬火加热温度为915℃，保温时间2.0min/mm，以水量3900t/h冷却，淬火冷却辊速为5m/min；淬火后钢板进行回火处理，回火温度为200℃，保温时间为4.3min/mm，回火后钢板空冷。

本实施例的高强度耐磨钢板的力学性能：屈服强度1040MPa，抗拉强度：1260MPa，钢板截面布氏硬度：420～430HBW。-20℃横向冲击：26J 29J 30J。180°冷弯d＝4a，良好。

Claims

1.一种低碳当量高强度耐磨钢板，其特征在于：由以下重量百分比的组分制备而成：C 0.15-0.18％，Si 0.20-0.40％，Mn 1.30-1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，V 0.040-0.050％，Nb 0.017-0.030％，Al 0.020-0.040％，Cr 0.15-0.25％，Mo 0.18-0.28％，Ti 0.017-0.026％，B 0.0015-0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.一种如权利要求1所述低碳当量高强度耐磨钢板的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

2)浇铸工艺：将步骤1)处理后的钢水在1540-1560℃条件下浇铸；

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤1)所述真空处理之前加入Al线和SiCa块。

4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤1)所述真空处理的真空度不大于0.5乇，真空保持时间15-40分钟。

5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤2)所述浇铸采用连铸工艺生产，拉坯速度为0.7-1.2m/min。

6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤4)所述轧制中，第一阶段的开轧温度为985-1100℃，终轧温度为930-950℃；第二阶段的开轧温度为900-925℃，终轧温度为820-880℃。

7.根据权利要求2或6所述的生产方法，其特征在于：步骤4)所述轧制中单道次压下率为10-30％。

8.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述调质工艺之前进行矫直和抛丸。

9.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤6)淬火的冷却工艺为：

钢板厚度8-10mm，冷却辊速为20m/min；

钢板厚度11-12mm，冷却辊速为18m/min；

钢板厚度13-16mm，冷却辊速为16m/min；

钢板厚度17-25mm，冷却辊速为8-10m/min；

钢板厚度26-40mm，冷却辊速为5-6m/min；

钢板厚度41-50mm，冷却辊速为3-4m/min；

钢板厚度大于50-60mm，冷却辊速为1-2m/min。