CN103342020A

CN103342020A - 一种耐热耐磨复合钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN103342020A
Application number: CN2013102875605A
Authority: CN
Inventors: 王储; 胡昕明; 梁福鸿; 孙殿东; 李茂成; 王勇; 李广龙; 赵坦; 孙绍广
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: CN103342020B

Abstract

本发明提供一种耐热耐磨复合钢板及其制造方法，所述钢板由上层耐热层和下层耐磨层复合而成；耐热层由元素C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、N组成；耐磨层由元素C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ti、B组成。经电炉冶炼—模铸—脱模缓冷—钢锭清理—将钢锭加工成所需规格钢坯；抽真空后，采用电子束进行封焊，经加热炉加热后，进入轧机直接轧制，轧后进行热矫直、缓冷，缓冷后再进行离线热处理。本发明可消除钢板的铸态组织，使复合钢板具有优良的抗磨、耐热性能，可延长钢板的使用寿命，其性能均匀，规格齐全，应用范围广，能适应苛刻的使用条件，同时还兼具自动化生产程度高，可提高钢材成材率的优势。

Description

一种耐热耐磨复合钢板及其制造方法

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，特别涉及一种用于高温环境下兼具耐热和耐磨双重特点的复合钢板及其制造方法。

背景技术

耐热耐磨钢板广泛应用于火电、冶金、矿山、建材等行业，如热矿筛板、喷火嘴、预热室燃烧器、锅炉吊架、炉壁板(条)等，这些零部件或外部长期接触高温（600～1300℃）环境、内部长期接触磨损环境，或上部接触磨损环境、下部接触高温环境，在这种苛刻条件下工作零部件烧损或磨损非常严重，造成设备损坏或安全事故，为生产和生活带来巨大的经济损失。因此要求这种钢板具有良好的高温抗氧化性和热强性能，还要兼有较好的磨料磨损抗力。

公开号CN101746089A公开了一种“耐热耐磨双金属复合薄板及其生产工艺”，其耐热层合金成分为：C0.35～0.75%、Si≤1.60%、Mn≤1.50%、Cr22～26%、Mo≤3.0%、Ni5.00～10.00%、P≤0.10%、S≤0.10%、Cu≤1.20%、V≤0.60%、Ti≤0.80%，耐磨层为ZG25。从成分看，耐热部分C含量较高，Ni含量较少，这样的成分设计不易得到单一的A体组织，不具备较高的高温强度和耐热疲劳性。耐磨部分的低碳钢ZG25属于低级别耐磨钢种，无法适应更苛刻条件。其生产工艺上为铸造，产品厚度规格小于30mm，成品组织为铸态，性能没有轧态效果好，因此其应用范围存在较大局限性。

公开号CN100999801A公开的“耐热耐磨润滑减磨合金铸钢材料”同样是铸态金属材料，其成分为：C0.4～1.2%、Si0.35～0.95%、Mn0.45～0.80%、Cr1.50～4.5%、W2.00～5.00%、Se3.00～6.50%、V0.2～0.4%、Dr0.10～0.40%、Si-Ba0.10～0.40%、P0.05%，余量为铁或废钢。该成分设计添加合金元素复杂，控制难度较大，且铸态组织粗大，无法得到强的高温性能，应用范围亦存在局限性。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述缺陷，提供一种成分设计合理，具有优良抗磨耐热性能，使用寿命长，应用范围广，能适应苛刻使用环境的耐热耐磨复合钢板及其制造方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种耐热耐磨复合钢板，其特征在于，所述钢板由上层耐热层和下层耐磨层复合而成；耐热层化学成分wt%含量为：C0.07%～0.12%、Si1.7%～2.5%、Mn1.6%～2.0%、P0.001%～0.035%、S0.0005%～0.005%、Cr26%～28%、Ni11%～15%、Mo0.5%～0.8%、N0.2%～0.4%，其余为Fe和不可避免的杂质；耐磨层化学成分wt%含量为：C0.20%～0.40%、Si0.15%～0.50%、Mn1.0%～1.50%、S≤0.005%、P≤0.02%、Cr1.6%～1.8%、Mo0.18%～0.25%、B0.0010%～0.0020%、Als0.03%～0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。

一种上述耐热耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于，所述钢板的生产工艺方法为：

1、电炉冶炼—模铸—脱模缓冷—钢锭清理—将钢锭加工成所需规格钢坯。

2、将钢坯上下堆叠，对齐后在真空条件下抽真空，采用电子束进行封焊，调节高压、束流、焊速，保证焊缝熔深≥30mm。

3、封焊后的组合坯进加热炉加热，保温温度为1200～1250℃，出炉温度≥1150℃。

4、出炉后的组合坯除磷后，进入轧机直接轧制，开轧温度≥1100℃，前三道次压下率10%～15%，保证两种材质钢坯界面充分接触、熔合；轧后进行热矫直，耐磨层垫热板缓冷，缓冷温度300～500℃，缓冷时间24～48h。

5、缓冷后复合钢板采用离线热处理工艺，淬火固溶温度为930～950℃，保温时间2～2.5min/mm，回火温度为200～300℃，保温时间4～5min/mm。

本发明的有益效果为：

与已有技术相比，本发明由于采用轧制和热处理工艺，可完全消除钢板的铸态组织，不仅使复合钢板具有优良的抗磨、耐热性能，延长钢板的使用寿命，而且可保证钢板的性能更加均匀，规格更加齐全，应用范围更广泛，能适应更加苛刻的使用条件。同时，本发明还具有自动化生产程度高，可提高钢材成材率的优势。经检测，本发明复合钢板的各项性能指标均值如表1所示。

表1 本发明复合钢板性能指标均值表

且复合界面冷弯180·D=2a亦全部合格，D-弯心半径，a-试板厚度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

本发明耐热耐磨复合钢板，系由上层耐热层和下层耐磨层两层复合而成，实施例化学成分wt%含量如表2所示。

表2 实施例化学成分（wt,%）

本发明耐热耐磨复合钢板的生产工艺方法为：

冶炼工艺流程：电炉冶炼—模铸—脱模缓冷—钢锭清理—将钢锭加工成所需规格钢坯。

将上述钢坯上下堆叠，对齐后在真空条件下抽真空，采用电子束进行封焊，调节高压、束流、焊速，保证焊缝熔深≥30mm。

封焊后的组合坯进加热炉加热，加热、轧制和热处理工艺参数如表3。

表3 加热、轧制和热处理工艺参数表

实施例	1	2	3	4
					复合坯料厚度mm	300	350	400	450
加热温度℃	1200	1230	1230	1250
					保温时间h	6	7.5	8	8.5
出炉温度℃	1151	1155	1164	1165
					第一道次%	10	11	10	11
第二道次%	12	12	14	13
					第三道次%	15	14	15	14
缓冷时间h	24	24	24	29
					固溶/淬火温度℃	930	940	950	950
保温时间min	40	80	125	150
					回火温度℃	200	230	260	300
保温时间min	80	180	225	300
					成品厚度mm	10+10	20+20	25+25	30+30

。

实施例生产的耐热耐磨复合钢板的性能指标检测结果见表4。

表4 实施例复合钢板性能指标检测结果

。

由表4可见，本发明耐热耐磨复合钢板上层具有良好的强度和耐磨性，下层具有良好的塑、韧性，并且通过结合面处的弯曲结果可以看出，复合界面结合性能良好，且高温性能优良。

Claims

1.一种耐热耐磨复合钢板，其特征在于，所述钢板由上层耐热层和下层耐磨层复合而成；耐热层化学成分wt%含量为： C 0.07%～0.12%、Si 1.7%～2.5%、Mn 1.6%～2.0%、P 0.001%～0.035%、S 0.0005%～0.005%、Cr 26%～28%、Ni 11%～15%、Mo 0.5%～0.8%、N 0.2%～0.4%，其余为Fe和不可避免的杂质；耐磨层化学成分wt%含量为：C 0.20%～0.40%、Si 0.15%～0.50%、Mn 1.0% ～1.50%、S ≤0.005%、P ≤0.02%、Cr 1.6%～1.8%、Mo 0.18%～0.25%、B 0.0010%～0.0020%、Als 0.03%～0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种如权利要求1所述耐热耐磨复合钢板的制造方法，其特征在于，所述钢板的生产工艺方法为：

（1）、电炉冶炼—模铸—脱模缓冷—钢锭清理—将钢锭加工成所需规格钢坯；

（2）、将钢坯上下堆叠，对齐后在真空条件下抽真空，采用电子束进行封焊，调节高压、束流、焊速，保证焊缝熔深≥30mm；

（3）、封焊后的组合坯进加热炉加热，保温温度为1200～1250℃，出炉温度≥1150℃；

（4）、出炉后的组合坯除磷后，进入轧机直接轧制，开轧温度≥1100℃，前三道次压下率10%～15%，保证两种材质钢坯界面充分接触、熔合；轧后进行热矫直，耐磨层垫热板缓冷，缓冷温度300～500℃，缓冷时间24～48小时；

（5）、缓冷后复合钢板采用离线热处理工艺，淬火固溶温度为930～950℃，保温时间2～2.5min/mm，回火温度为200～300℃，保温时间4～5min/mm。