CN103805867A - 一种推土机铲刃用钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种推土机铲刃用钢的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:1)冶炼钢水,然后浇注成板坯,将板坯加热至1210-1230℃,保温1-2小时,然后进行粗轧,粗轧开轧温度1140-1160℃,终轧温度930-950℃,粗轧累计压下率至少70%;然后在800-900℃进行精轧,精轧累计压下率至少20%。2)将板坯进行水韧处理,加热温度为960-980℃,保温时间按1.5×板坯厚度+30min,保温后放入水温为55-65℃的水中。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,尤其涉及一种推土机铲刃用钢的制备方法。
背景技术
推土机铲刃必须具备以下使用特点:(1)良好的综合机械性能:高的硬度和耐磨性,减少铲斗铲地时铲刀刃板的磨损;较高的韧性,防止钢板变形和断裂。(2)良好的焊接性能:铲刀刃板焊接在铲斗底部,焊接部位是钢板受力区,因此钢板必须具备一定的焊接性能。(3)良好的机械加工性能:钢板易于切割、弯曲等机械加工处理,可以有效提高工厂机械加工效率。
目前这类钢材可分为三种类型:第一种是耐磨钢如NM360系列或卡特皮勒公司认可的1E0921系列,虽然耐磨性较好,但由于钢中添加合金元素较多,生产成本较高,且钢板机械加工性能较差,工厂加工效率很低;第二种是Q345、45#钢等普通钢,虽然成本低、机械加工性能好,但钢件耐磨性较差,所制得铲刃使用寿命很短;第三种是主要以C、Si、Mn为主要强化元素,不添加或少量添加Mo、Ni等贵重合金元素保证钢板性能,以降低钢板生产成本,钢板热轧态时进行机械加工,提高工厂加工效率,再对成型铲刃进行热处理。
在这三种类型钢种中,第三种由于成本较低,钢板综合性能优良,焊接性好,热轧态时易于加工,得到了较为广泛的应用。目前国内外相关钢厂对此进行了相关研究,如日本、舞钢、武钢、重钢等,获得了较多的专利,但基本都为针对生产厂的装备、技术特点来进行,且研制钢板的强度级别、适用范围都不一致。
但随着技术的进步以及企业之间竞争的加剧,现有技术的产品已逐渐不能满足使用的需求,迫切强韧性和耐磨性更好的推土机铲刃用钢。
发明内容
本发明的目的在于提出一种推土机铲刃用钢的制备方法,该钢的强韧性和耐磨性比现有产品提高,并且加工性能好。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种推土机铲刃用钢的制备方法,该钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:C:0.7-0.9,Si:0.1-0.2,Mn:1.2-1.6,P≤0.015,S≤0.005,Al:0.02-0.04,Ti:0.024-0.028,Cr:0.2-0.4,V:0.16-0.22,B:0.001-0.002,其余为Fe和不可避免的杂质;所述制备方法包括如下步骤:
1)冶炼钢水,然后浇注成板坯,将板坯加热至1210-1230℃,保温1-2小时,然后进行粗轧,粗轧开轧温度1140-1160℃,终轧温度930-950℃,粗轧累计压下率至少70%;然后在800-900℃进行精轧,精轧累计压下率至少20%。
2)将板坯进行水韧处理,加热温度为960-980℃,保温时间按1.5×板坯厚度+30min,保温后放入水温为55-65℃的水中。
各元素在本发明中的作用及机理:
碳:采用高含量,对耐磨钢而言,硬度是保证其耐磨性最好的性能指标。选用较高碳含量,并经热处理后获得马氏体组织,是提高钢板耐磨性能简而易行的方法。
硅:能溶于铁素体和奥氏体,以固溶强化的形式来提高钢的硬度和强度,固溶强化作用很强。硅可使C曲线右移,提高钢的淬透性。同时,也是钢中的脱氧元素。但如果钢中硅含量过高,则会引起面缩率下降,特别是冲击韧性下降较为明显,特别是对钢的焊接性也不利,由于本发明中碳含量较高,并且还含有其它合金元素,因此不依靠硅元素提高硬度和强度,而是为了冲击韧性和焊接性能降低其含量。
锰:锰能与铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;锰同时能很好的稳定奥氏体组织,进一步增强钢的淬透性;锰还可使钢在受到冲击而产生变形时,使钢材表面层得到强化而具有高的耐磨性;锰与硫形成熔点较高的MnS,可有效防止FeS的产生所导致的热脆现象。但锰含量太高会使得钢的晶粒容易粗化,也增强了钢的回火脆性敏感性。
钛:钛与氮、氧、碳具有极强的亲和力,是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、氧的有效元素,在含硼钢的冶炼中是必不可少的。钛是强氮化物和强碳化物形成元素,钛的碳、氮化物能有效地钉扎奥氏体晶界,有助于控制奥氏体晶粒的长大,大大改善焊接热影响区的低温韧性。
铝:其用作脱氧剂以保证钛、硼的收得率外,更主要的作用是在此范围内能使钢板获得良好的强度及韧性。
硼:加入硼的目的主要是增加钢的淬透性,从而省去其他较稀有贵重的金属。硼是增强钢淬透性最有效的元素之一,但主要靠有效硼(即存在晶体间隙,而不与其他元素化合的硼)来实现。
铬:铬能显著增加钢的淬透性并有二次硬化作用,提高钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。铬是缩小奥氏体相区的元素,是中强碳化物形成元素,在钢中可以形成碳化物也可固溶于铁素体。铬还是提高钢淬透性的有效元素,使钢经淬火回火后具有良好的综合力学性能。但是加入Cr会提高钢的淬硬性,从而提高钢材对焊接冷裂纹的敏感性。
磷、硫:磷在钢中具有容易造成偏析、恶化焊接性能、显著降低钢的低温冲击韧性、提高脆性转变温度等不利影响。硫易与锰结合生成MnS夹杂,硫还影响钢的低温冲击韧性。因此,本发明应尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响,通过对铁水进行深脱硫预处理、真空处理等手段,控制磷、硫含量,从而减轻其不利影响。
钒:形成碳化物,提高强度和硬度,提高耐磨性的有效元素。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明制备的推土机铲刃用钢在水韧后的表面硬度为HRC58-62,抗拉强度大于1250MPa,-20℃冲击韧性大于32J/cm2,断裂伸长率10%以上。
具体实施方式
实施例一
一种推土机铲刃用钢的制备方法,该钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:C:0.7,Si:0.2,Mn:1.2,P≤0.015,S≤0.005,Al:0.04,Ti:0.024,Cr:0.4,V:0.16,B:0.002,其余为Fe和不可避免的杂质;所述制备方法包括如下步骤:
1)冶炼钢水,然后浇注成板坯,将板坯加热至1210℃,保温2小时,然后进行粗轧,粗轧开轧温度1140℃,终轧温度950℃,粗轧累计压下率至少70%;然后在800-900℃进行精轧,精轧累计压下率至少20%。
2)将板坯进行水韧处理,加热温度为960℃,保温时间按1.5×板坯厚度+30min,保温后放入水温为65℃的水中。
实施例二
一种推土机铲刃用钢的制备方法,该钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:C:0.9,Si:0.1,Mn:1.6,P≤0.015,S≤0.005,Al:0.02,Ti:0.028,Cr:0.2,V:0.22,B:0.001,其余为Fe和不可避免的杂质;所述制备方法包括如下步骤:
1)冶炼钢水,然后浇注成板坯,将板坯加热至1230℃,保温1小时,然后进行粗轧,粗轧开轧温度1160℃,终轧温度930℃,粗轧累计压下率至少70%;然后在800-900℃进行精轧,精轧累计压下率至少20%。
2)将板坯进行水韧处理,加热温度为980℃,保温时间按1.5×板坯厚度+30min,保温后放入水温为55℃的水中。
实施例三
一种推土机铲刃用钢的制备方法,该钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:C:0.8,Si:0.15,Mn:1.4,P≤0.015,S≤0.005,Al:0.03,Ti:0.026,Cr:0.3,V:0.18,B:0.0015,其余为Fe和不可避免的杂质;所述制备方法包括如下步骤:
1)冶炼钢水,然后浇注成板坯,将板坯加热至1220℃,保温1.5小时,然后进行粗轧,粗轧开轧温度1150℃,终轧温度940℃,粗轧累计压下率至少70%;然后在800-900℃进行精轧,精轧累计压下率至少20%。
2)将板坯进行水韧处理,加热温度为970℃,保温时间按1.5×板坯厚度+30min,保温后放入水温为60℃的水中。
Claims (1)
1.一种推土机铲刃用钢的制备方法,其特征在于,该钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成:C:0.7-0.9,Si:0.1-0.2,Mn:1.2-1.6,P≤0.015,S≤0.005,Al:0.02-0.04,Ti:0.024-0.028,Cr:0.2-0.4,V:0.16-0.22,B:0.001-0.002,其余为Fe和不可避免的杂质;所述制备方法包括如下步骤:
1)冶炼钢水,然后浇注成板坯,将板坯加热至1210-1230℃,保温1-2小时,然后进行粗轧,粗轧开轧温度1140-1160℃,终轧温度930-950℃,粗轧累计压下率至少70%;然后在800-900℃进行精轧,精轧累计压下率至少20%。
2)将板坯进行水韧处理,加热温度为960-980℃,保温时间按1.5×板坯厚度+30min,保温后放入水温为55-65℃的水中。
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