CN101775539B

CN101775539B - 一种高韧性耐磨钢板及其制造方法

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Publication number: CN101775539B
Application number: CN2009100452737A
Authority: CN
Inventors: 李红斌; 姚连登; 赵小婷
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2029-01-14
Also published as: CN101775539A

Abstract

本发明提供了一种高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述高韧性耐磨钢板的化学成分和含量为：C：0.04～0.11wt.％、Si：0.10～0.50wt.％、Mn：0.50～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.60wt.％、Mo：0～0.50wt.％、Ni：0～0.80wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％、Ti：0.005～0.060wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质；且Si、Mn、Cr 的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。本发明所涉及的高韧性耐磨钢板硬度大于350HB，纵向-40℃冲击功大于100J，微观组织为贝氏体或马氏体，具有优良的焊接性能。这种耐磨钢生产工艺简单易掌握，低温韧性、焊接性能极佳。

Description

一种高韧性耐磨钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及耐磨钢，具体地说，本发明涉及一种高韧性耐磨钢板及其制造方法。

背景技术

耐磨钢是适用于各种磨损工况的一类耐磨材料，广泛地应用于冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个部门中，如挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机颚板、拖拉机履带板、风扇磨冲击板和铁路道岔等等。

自1883年英国人哈德菲尔德(R0.A0.Hadfield)取得了高锰钢的专利以来，高锰耐磨钢得到了广泛的应用，但研究中已经发现：高锰钢在高应力状态下(如强烈冲击或挤压载荷)产生加工硬化，形成一层硬而耐磨的表层，进而提高耐磨性，但在中低应力状态下，高锰钢不能充分加工硬化，导致耐磨性能不能充分发挥。而在高应力条件下工作的耐磨件不足10％，大部分的耐磨件在中低应力状态下服役，因此研发新型耐磨钢具有十分重要的意义。

近几十年来，耐磨钢的开发与应用发展很快，一般增加碳含量并加入适量的微量元素，如铬、钼、镍、钒、钨、钴、硼和钛等，充分利用析出强化、细晶强化、相变强化和位错强化等不同强化方式提高耐磨钢的力学性能。大多数耐磨钢为中碳、中高碳和高碳钢，碳含量增加会导致钢的韧性下降，且过高的碳严重恶化了钢的焊接性能，另外，增加合金含量会导致成本提高和焊接性能下降，这些缺点制约了耐磨钢的进一步发展。

材料的耐磨性主要取决于其硬度，较高的硬度可以提供良好的抗磨损性能，而韧性对材料的使用性能也有着非常重要的影响。在我国华北、东北及西北等地区，冬季气温一般为0℃～-30℃，较低的环境温度会使钢板脆性增加，进而降低器材的使用寿命，造成较大的经济损失，因此，在寒冷地区一般要求钢板具有较高的低温韧性。通过调整成分与热处理工艺，能在较大范围内控制耐磨钢硬度和韧性的合理匹配，得到优良的综合机械性能，进而提高耐磨性能，使其满足不同磨损工况的需要。

焊接可以解决各种钢材的连接，是十分重要的加工工艺，在工程应用中具有十分重要的作用。焊接冷裂纹是最常出现的焊接工艺缺陷，尤其是当焊接高强度钢时，冷裂纹出现的倾向很大。为防止冷裂纹产生，通常是焊前预热、焊后热处理，造成了焊接工艺的复杂性，特殊情况下的不可操作性，危及焊接结构的安全可靠性。对于高强度的耐磨钢板，焊接问题尤为明显。材料的化学成分对焊接性能有着重要的影响。碳和合金元素对钢的焊接的影响可用碳当量(钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量。)来表示，通过对钢的碳当量的估算，可以初步衡量低合金高强度钢冷裂敏感性的高低，碳当量越低，焊接性越好，反之，则焊接性越差，这对焊接工艺条件如预热、焊后热处理、线能量等的确定具有重要的指导作用。国际焊接协会确认的碳当量的公式为

Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

增加钢中碳和合金元素含量可以得到较佳的机械性能，但影响其焊接性并增加了钢的生产成本，因此，控制碳和合金元素含量，研发低成本、高性能且工艺简单的低合金耐磨钢是社会经济和钢铁工业发展的必然趋势。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的一个目的在于提供一种高韧性耐磨钢板。

本发明提供的高韧性耐磨钢板的化学成分的和含量为：C：0.04～0.11wt.％、Si：0.10～0.50wt.％、Mn：0.50～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.60wt.％、Mo：0～0.50wt.％、Ni：0～0.80wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％、Ti：0.005～0.060wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质，且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。

所述高韧性耐磨钢板优选的化学成分和含量为：C：0.05～0.11wt.％、Si：0.10～0.45wt.％、Mn：0.65～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.60wt.％、Mo：0～0.50wt.％、Ni：0～0.80wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％，Ti：0.005～0.040wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质；且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。

所述高韧性耐磨钢板更优选的化学成分和含量为：C：0.05～0.11wt.％、Si：0.10～0.45wt.％、Mn：0.65～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.55wt.％、Mo：0～0.45wt.％、Ni：0～0.75wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％，Ti：0.005～0.040wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质；且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。

所述高韧性耐磨钢板最优选的化学成分和含量为：C：0.06～0.11wt.％、Si：0.20～0.45wt.％、Mn：0.65～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.50wt.％、Mo：0～0.45wt.％、Ni：0～0.70wt.％、Nb：0～0.045wt.％、B：0.0010～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％，Ti：0.010～0.040wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质；且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。

本发明的另一个目的在于提供所述高韧性耐磨钢板的制造方法，该方法包括使上述所列化学成分进行冶炼、浇铸、加热、轧制、冷却、淬火和回火步骤。

其中，加热步骤中加热温度为1050～1200℃；轧制步骤中开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为800～950℃，轧后空冷；淬火步骤中，淬火温度为Ac3+0～100℃，淬火后水冷；回火步骤中，回火温度为150～400℃，回火后空冷。

本发明成分设计优越性：本发明与其它专利/专利申请的化学成分、碳当量对比见表1，碳当量数值根据成分中限计算获得。

从成分体系角度分析，表1中专利/专利申请均为中、高碳耐磨钢，含碳量明显高于本专利所设计成分体系中的碳含量，其中专利CN1614069和JP2006506526所涉及成分体系与本专利较为类似，均为Si-Mn-Cr-Mo-Ni系耐磨钢，但它们除了碳含量比本专利设计成分中的碳含量高外，合金元素含量也更高，增加了钢的成本。

本发明所涉及的钢种通过元素种类和含量的合理设计，在添加适量合金元素基础上实现了强、硬度和韧性的合理匹配，具有优良的耐磨性能，尤其具有良好的低温韧性。

从焊接性能角度分析，本发明涉及的高韧性耐磨钢种的Ceq值为0.38(如表1所示)，基本满足了不预热焊接的要求(Ceq＜0.40)，而其它发明专利/专利申请所涉及钢种的Ceq值最小为0.75。CN1189542、CN1865481、US3761320专利所涉及耐磨钢种的Ceq小于1.00，其余钢种的Ceq均大于或等于1.00。CN1099810所涉及钢种的Ceq达到了2.85。本发明所涉及钢种具有良好的焊接性能。

与表1中专利/专利申请的对比可知，表1中专利/专利申请的成分含量和性能均与本专利有较大差异。

下面，对本发明所涉及的高韧性耐磨钢板的化学成分作用作详细叙述。

碳：含量控制在0.04～0.11wt％范围内。碳是影响钢的淬透性最重要的元素，可以显著提高钢的淬透性。碳在奥氏体中的溶解度很大，起到固溶强化作用，可以提高钢的强度和硬度，进而提高钢的耐磨性。但是碳对钢的韧性和焊接性能不利。碳含量越高，韧性和焊接性能越差。适当控制碳含量，可以获得较高强度和硬度的同时保证钢板的韧性及焊接性能。

硅：硅缩小奥氏体相圈，提高钢的淬火温度。亚共析钢中，钢的临界冷却速度随硅含量的增加而降低。本发明所涉及耐磨钢中加入硅，降低了钢的临界冷却速度，使最终产物形成细化的马氏体组织。硅固溶在铁素体和奥氏体中提高它们的硬度和强度，然而硅含量过高会导致钢的韧性急剧下降。同时考虑到硅与氧的亲和力比铁强，焊接时容易产生低熔点的硅酸盐，增加了熔渣和熔化金属的流动性，影响焊缝质量。因此综合考虑硅对淬透性、强度、韧性及焊接性能的影响，本发明中的加入不超过0.10～0.50wt.％的硅。

锰：锰扩大铁碳平衡相圈的奥氏体相区，稳定奥氏体组织的能力仅次于Ni。锰强烈增加钢的淬透性，降低马氏体转变温度，降低钢的临界冷却速度。Mn和Fe形成固溶体，提高铁素体和奥氏体的硬度和强度。在耐磨钢板中加入Mn将会增加钢的硬度和耐磨性。但是锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性。对于调质处理的耐磨钢板来说，一方面需增加锰含量提高钢板的硬度，另一方面需控制锰含量降低钢板的回火脆性。本发明所涉及钢种中添加不超过0.5～1.5wt.％的锰，更好地利用锰在耐磨钢中的作用。

铬：含量控制在0.6wt.％以下。铬有固溶强化、提高钢的淬透性、增加钢的回火稳定性等作用。铬在奥氏体中溶解度很大，强化奥氏体但不降低韧性。铬在钢中可以形成(Fe，Cr)₃C、(Fe，Cr)₇C₃和(Fe，Cr)₂₃C₇等多种碳化物，提高强度和硬度。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢的回火稳定性。

钼：含量控制在0.50wt.％以下。钼可以细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼是减小回火脆性的元素，可以提高回火稳定。

镍：能与铁以任何比例互溶，通过细化铁素体晶粒改善钢的低温韧性，并有明显降低冷脆转变温度的作用，但镍为贵重金属，含量过多会导致成本大大增加，同时大量的镍会造成钢板氧化皮难以脱落，综合考虑，镍含量控制0.80wt.％以下。

铌：含量控制在0.050wt.％以下。铌可以阻碍奥氏体再结晶，析出NbC细化铁素体晶粒，提高强度和韧性。铌可以提高钢的回火稳定性，降低钢的回火脆性。

铝：铝和钢中氮能形成细小难溶的AlN颗粒，细化钢的晶粒。钢中固溶的铝超过一定值时，钢的奥氏体晶粒反而容体长大粗化。铝可细化钢的晶粒，固定钢中的氮和氧，减轻钢对缺口的敏感性，减小或消除钢的时效现象，并提高钢的韧性。微量的铝对焊接性能没有显著的影响。铝降低奥氏体的稳定性，减小奥氏体转变时的过冷度，降低钢的淬透性，提高临界淬火冷却速度。综合考虑铝的作用，本发明所涉及耐磨钢板的铝含量不超过0.010～0.060wt.％。

钛：钛是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的TiC颗粒。TiC颗粒细小，分布在晶界，达到细化晶粒的效果，较硬的TiC颗粒提高钢的耐磨性。钛是铁素体化元素，并可固溶在铁素体中提高铁素体强度。钛可以降低钢在250℃～400℃的回火脆性。如果钛和硼共同加入，将明显降低低温回火脆性。淬火温度提高，TiC溶解的分数更多，淬火后回火过程中，TiC可重新弥散析出，增加钢的回火稳定性。综合钛对钢相变和性能的影响，本发明涉及耐磨钢的钛含量控制为0.005～0.060wt.％

硼：硼增加钢的淬透性。硼对钢淬火成马氏体后的抗回火软化作用没有影响，含硼钢需采取较低的回火温度和较短的回火时间。低温回火后，含硼钢的强度较不含硼钢强度高。含硼钢在500℃以上回火，其冲击韧性低于不含硼钢，300℃左右回火，冲击韧性高于不含硼钢。钢中的硼含量超过0.007％，将导致热脆现象，影响钢的热加工性能。本发明所涉及钢种中加入0.0005～0.0040wt.％的硼，以发挥其在耐磨钢种中的最佳效用。

磷与硫：硫与磷含量过多会降低耐磨钢的韧性和焊接性能，因此它们的含量必须严格控制，本发明所涉及钢种中磷含量小于0.015wt.％，硫含量小于0.010wt.％。

本发明制造方法工艺控制原理

1、加热和轧制工艺

本发明所涉及钢板在1050℃～1200℃加热奥氏体化。加热过程中，钢中的铬、钼、铌和钛的碳化物溶入奥氏体中，在轧制和冷却过程中析出，通过细晶强化和析出强化提高产品强度。钢坯出炉后直接轧制，轧后空冷，工艺简单，大生产中具有良好的现实性和可行性。

2、淬火和回火工艺

钢板轧制冷却后加热到Ac₃+0～100℃保温后淬火。淬火时奥氏体发生马氏体相变，淬火时发生的晶格畸变导致钢板内部存在内应力。内应力会使钢板加工时发生变形和崩裂，需进行回火处理才能消除内应力，以适合加工和使用要求。

淬火后的钢板放入150～400℃加热炉内回火处理。低温回火时，元素硅、铬和钼可以提高渗碳体形成温度，从而减弱低温回火脆性，本发明在所选定的成分体系条件下，采用较低温度回火，保证钢板具有良好的韧性和强、硬度。

本发明的有益效果如下：

1、通过合理设计化学成分，充分发挥合金元素的强、韧化作用，制得具有优良低温韧性的耐磨钢板。

2、优化成分后，降低了碳当量。本发明涉及耐磨钢板具有良好的焊接性能，适合需要焊接的结构钢使用领域。

3、本发明将钢板淬火后低温回火，消除了淬火后钢板的内应力，钢板具有良好的板形。

4、由于成分和工艺设计合理，从实施效果来看，工艺制度比较宽松，可以在中厚钢板产线上稳定生产。

5、本发明生产的高韧性耐磨钢板硬度大于350HB、抗拉强度大于950MPa、屈服强度大于850MPa、延伸率大于20％、纵向-40℃冲击功大于100J，板厚可达80mm，可见本发明涉及的耐磨钢板具有优异的综合力学性能。

附图说明

图1为本发明实施例6高韧性耐磨钢板的显微组织，由图可知钢板显微组织为马氏体；

图2为本发明实施例7钢板厚度截面硬度值；

图3为对本发明实施例4的高韧性耐磨钢板和对比钢1进行斜Y坡口焊接裂纹试验斜中Y坡口焊接裂纹试件的形状和尺寸。

具体实施方式

以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

在一个优选实施方式中：在所述加热过程中，加热温度为1050～1200℃。

在另一个优选实施方式中：开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为800～950℃，轧后空冷。

在另一个优选实施方式中：淬火温度为Ac₃+0～100℃，出炉后水冷。

在另一个优选实施方式中：回火温度为150～400℃，出炉后空冷。

在另一个更优选的实施方式中：空冷采用堆垛或冷床冷却。

实施例1

本发明的高韧性耐磨钢板和对比钢1的化学成分如表2所示。按表2所示的化学成分电炉或转炉冶炼，并浇铸成连铸坯或钢锭，将连铸坯或钢锭加热至1050℃，开轧温度为1000℃，终轧温度为800℃，成品钢板厚度为5mm，轧制后空冷，淬火加热温度为Ac₃，回火温度为150℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例2

实施方式同实施例1，其中加热温度为1070℃，开轧温度为1030℃，终轧温度为840℃，成品钢板厚度为15mm，淬火加热温度为Ac₃+20℃，回火温度为180℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例3

实施方式同实施例1，其中加热温度为1080℃，开轧温度为1050℃，终轧温度为880℃，成品钢板厚度为30mm，淬火加热温度为Ac₃+40℃，回火温度为220℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例4

实施方式同实施例1，其中加热温度为1160℃，开轧温度为1100℃，终轧温度为910℃，成品钢板厚度为45mm，淬火加热温度为Ac₃+60℃，回火温度为250℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例5

实施方式同实施例1，其中加热温度为1180℃，开轧温度为1140℃，终轧温度为930℃，成品钢板厚度为60mm，淬火加热温度为Ac₃+100℃，回火温度为280℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例6

实施方式同实施例1，其中加热温度为1200℃，开轧温度为1150℃，终轧温度为950℃，成品钢板厚度为70mm，淬火加热温度为Ac₃+70℃，回火温度为310℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例7

实施方式同实施例1，其中加热温度为1175℃，开轧温度为1120℃，终轧温度为945℃，成品钢板厚度为80mm，淬火加热温度为Ac₃+50℃，回火温度为350℃，回火后堆垛或冷床冷却。

实施例8

实施方式同实施例1，其中加热温度为1160℃，开轧温度为1130℃，终轧温度为935℃，成品钢板厚度为55mm，淬火加热温度为Ac₃+80℃，回火温度为400℃，回火后堆垛或冷床冷却。

表2本发明实施例1-8的高韧性耐磨钢板的化学成分和含量(wt.％)及Ceq值(％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Nb	B	Al	Ti	Ceq
														1	0.04	0.48	1.50	＜0.015	＜0.010	0.36	0.10	--	0.040	0.0023	0.054	0.048	0.38
2	0.05	0.43	1.00	＜0.015	＜0.010	0.23	0.50	--	0.037	0.0014	0.046	0.033	0.36
														3	0.06	0.36	0.65	＜0.015	＜0.010	0.60	0.25	0.28	0.032	0.0040	0.060	0.036	0.36
4	0.07	0.50	1.02	＜0.015	＜0.010	0.33	0.22	0.37	--	0.0021	0.041	0.052	0.37
														5	0.08	0.42	1.06	＜0.015	＜0.010	0.39	--	0.24	0.050	0.0020	0.010	0.005	0.35
6	0.09	0.10	1.17	＜0.015	＜0.010	0.27	--	0.33	0.041	0.0005	0.034	0.023	0.36
														7	0.10	0.46	0.95	＜0.015	＜0.010	--	0.33	0.45	0.033	0.0018	0.044	0.028	0.35

8	0.11	0.44	0.50	＜0.015	＜0.010	0.36	0.22	0.80	0.024	0.0017	0.026	0.060	0.36
														对比钢1	0.13	0.53	1.03	＜0.015	＜0.010	0.31	0.19	0.23	--	0.0014	0.033	0.021	0.42

试验例1力学性能试验

对本发明实施例1-8的高韧性耐磨钢板和对比钢1进行力学性能测试，测试结果见表3。

表3本发明实施例1-8的高韧性耐磨钢板的力学性能

从表2和表3可以看出，本发明所涉及高韧性钢板的Ceq≤0.38％，抗拉强度大于950MPa，屈服强度大于850MPa，延伸率大于20％，-40℃纵向冲击功大于100J，板厚可达80mm；对比钢的Ceq为0.42％，抗拉强度为1067MPa，屈服强度为925MPa，延伸率为于16.5％，-40℃纵向冲击功为46J。可见，本发明所涉及高韧性钢板比对比钢1的Ceq更低，焊接性能更佳；与对比钢1相比，本发明所涉及高韧性钢板硬度、抗拉和屈服强度相近，但延伸率和冲击韧性显著提高，综上所述，本发明所涉及高韧性钢板具有优良的焊接性能和机械性能。

试验例2板厚截面硬度试验

按标准GB/T 4340-1999对本发明实施例7的高韧性耐磨钢板的截面硬度进行测量，测量值见图2。从图2可以看出，本发明所涉及高韧性耐磨钢板的截面硬度均匀。

试验例3焊接性试验

按照《斜Y坡口焊接裂纹试验方法》(GB4675.1-84)对本发明实施例4的高韧性耐磨钢板和对比钢1进行斜Y坡口焊接裂纹试验，分五组进行试验。斜Y坡口焊接裂纹试件的形状和尺寸见图3。

首先焊接拘束焊缝，拘束焊缝采用富Ar气体保护焊焊接，使用Φ1.2的JM-58焊丝，焊接过程中严格控制了试件的角变形。焊后冷却室温后进行试验焊缝的焊接。试验焊缝在室温(28℃)下进行焊接，试验焊缝完成48小时后，检测焊缝表面裂纹、断面裂纹和根部裂纹。经过解剖试验，利用着色法对焊缝的表面、断面、根部分别进行检查。焊接规范为170A×25V×160mm/min。斜Y坡口焊接裂纹试验结果见表4。

由表4可知，在不预热条件下(环境温度为28℃)本发明实施例4高韧性耐磨钢板焊后未发现裂纹，本发明钢板的焊接性能良好。

表4本发明实施例4的高韧性耐磨钢板焊接性能试验结果

试验例4耐磨性试验

耐磨性试验在ML-100磨粒磨损试验机上进行。截取试样时，令试样的轴线垂直于钢板表面，试样的磨损面即钢板的轧制面。将试样按要求加工成台阶状圆柱体，测试部分尺寸为

卡具夹持部分尺寸为试验前用酒精清洗试样，然后用吹风机吹干，在万分之一精度的天平上称重，测得试样重量作为原始重量，而后安装在弹性夹具上。用粒度为80目的砂纸，在42N载荷作用下进行试验。试验后由于试样与砂纸间的磨损，试样在砂纸上画出一条螺旋线，根据螺旋线的起始和终止半径来计算螺旋线的长度，计算公式为

S = \frac{π (r_{1}^{2} - r_{2}^{2})}{a}

r₁为螺旋线的起始半径，r₂为螺旋线的终止半径，a为螺旋线的进给量。每次实验称重三次取平均值，然后计算失重，用每米失重来表示试样的磨损率(mg/M)。

对本发明实施例4的高韧性耐磨钢板进行耐磨性试验。本发明涉及钢种与瑞典SSAB公司生产的耐磨钢HARDOX400(对比钢2)的磨损试验结果见表5。

表5本发明涉及耐磨钢板与HARDOX400耐磨钢板耐磨试验结果

从表5可知，本发明涉及高韧性耐磨钢板的磨损性能与瑞典SSAB公司生产的HARDOX400级耐磨钢板的磨损性能相当，具有较佳的耐磨性能。

Claims

1.一种高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述高韧性耐磨钢板的化学成分和含量为：C：0.04～0.11wt.％、Si：0.10～0.50wt.％、Mn：0.50～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.60wt.％、Mo：0～0.50wt.％、0＜Ni≤0.80wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％、Ti：0.005～0.060wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质；且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％；

所述高韧性耐磨钢板通过包括如下步骤的方法制造：

按照所述化学成分进行冶炼、浇铸、加热、轧制、冷却、淬火和回火步骤；

在所述加热步骤中，加热温度为1050～1200℃；

在所述轧制步骤中，开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为800～950℃，轧后空冷；

在所述淬火步骤中，淬火温度为Ac₃+(0～100)℃；

在所述回火步骤中，回火温度为150～400℃。

2.根据权利要求1所述的高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述高韧性耐磨钢板的化学成分和含量为：C：0.05～0.11wt.％、Si：0.10～0.45wt.％、Mn：0.65～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.60wt.％、Mo：0～0.50wt.％、0＜Ni≤0.80wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％，Ti：0.005～0.040wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质；且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。

3.根据权利要求2所述的高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述高韧性耐磨钢板的化学成分和含量为：C：0.05～0.11wt.％、Si：0.10～0.45wt.％、Mn：0.65～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.55wt.％、Mo：0～0.45wt.％、0＜Ni≤0.75wt.％、Nb：0～0.050wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％，Ti：0.005～0.040wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质，且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。

4.根据权利要求3所述的高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述高韧性耐磨钢板的化学成分和含量为：C：0.06～0.11wt.％、Si：0.20～0.45wt.％、Mn：0.65～1.50wt.％、P：＜0.015wt.％、S：＜0.010wt.％、Cr：0～0.50wt.％、Mo：0～0.45wt.％、0＜Ni≤0.70wt.％、Nb：0～0.045wt.％、B：0.0010～0.0040wt.％、Al：0.010～0.060wt.％，Ti：0.010～0.040wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质，且Si、Mn、Cr的含量满足2.40wt.％≥Si+Mn+Cr≥1.30wt.％；Mo、Ni、Nb的含量满足1.10wt.％≥Mo+Ni+Nb≥0.10wt.％。