CN103898419B - 耐磨钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐磨钢板，耐磨钢板的化学成分和重量百分比为：C：0.17‑0.19％、Si：0.3‑0.4％、Mn：1.1‑1.25％、P：0.005‑0.010％、S：0.0001‑0.0015％、Cr：0.1‑0.4％、Mo≤0.02％、Ni≤0.06％、Al：0.025‑0.035％、Cu≤0.05％、Nb：0.01‑0.03％、Ti：0.01‑0.03％、V≤0.02％、B：0.001‑0.003％，余量Fe和其他不可避免的杂质。本发明钢板的制造方法包括冶炼、浇铸、轧制、淬火、热处理、切割等工艺步骤。

Description

耐磨钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐磨钢板及其制造方法。

背景技术

随着经济建设的迅猛发展，市场对高强度高硬度耐磨钢板的需求日益增大，尤其是煤矿机械、工程机械、冶金机械、筑路机械及矿山机械工作条件特别恶劣的环境中。随着中国的工程机械行业与国际接轨，用户对钢铁产品的性能和质量提出了更高的要求。用于制造挖掘机、装载机、推土机铲斗板、刃板、破碎机衬板、叶片等，不仅要求耐磨钢有足够的硬度和耐磨性，同时还需要较高的韧性、很好的加工性能、焊接性能等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种耐磨钢板及其制造方法。

为了实现上述目的，提供一种技术方案：一种耐磨钢板，其特征在于：所述的耐磨钢板的化学成分和重量百分比为：C:0.17-0.19％、Si：0.3-0.4％、Mn：1.1-1.25％、P：0.005-0.010％、S：0.0001-0.0015％、Cr:0.1-0.4％、Mo≤0.02％、Ni≤0.06％、Al：0.025-0.035％、Cu≤0.05％、Nb：0.01-0.03％、Ti：0.01-0.03％、V≤0.02％、B：0.001-0.003％，余量Fe和其他不可避免的杂质，所述的耐磨钢板制造方法，包括如下步骤：

(1)冶炼工艺将含有质量百分比为:C:0.17-0.19％、Si：0.3-0.4％、Mn：1.1-1.25％、P：0.005-0.010％、S：0.0001-0.0015％、Cr:0.1-0.4％、Mo≤0.02％、Ni≤0.06％、Al：0.025-0.035％、Cu≤0.05％、Nb：0.01-0.03％、Ti：0.01-0.03％、V≤0.02％、B：0.001-0.003％成分的钢水经冶炼，浇筑成板坯；

(2)加热工艺：在奥氏体炉中进行加热，加热温度控制在890℃-950℃，控制加热时间5-15min；

(3)淬火工艺：用高压水快速冷却，降温速率控制在50-150℃/s；

(4)回火工艺：200-250℃低温回火，回火时间10-20min；

(5)切割工艺：等离子切割钢板，既得成品钢板。

在本发明所涉及的耐磨钢板的化学成分中：

C：含量控制在0.17-0.19％范围内，碳是耐磨钢中最基本的、最重要的元素，可以显著提高钢的强度和硬度，进而提高钢的耐磨性，但是碳的含量过高，将影响钢的韧性和焊接性能，因此应合理控制碳的含量。

Si：能提高钢的钢的硬度和强度，然而硅含量过高会导致钢的韧性急剧下降，并影响焊接的性能，故控制Si的含量在0.3-0.4％。

Mn：能增加钢的韧性、强度、硬度及淬透性，改善钢的热加工性能，但Mn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，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢的性能，因此控制Mn含量在1.1-1.25％。

P和S通常情况下是钢中的有害元素，P会破坏钢的焊接性能及塑性，硫易与锰结合产生夹杂，还能降低钢的韧性，因此尽量减少P和S的含量，本发明中控制P的含量0.005-0.010％、S的含量0.0001-0.0015％。

Cr：主要作用是提高钢的淬透性，显著改善钢的抗氧化作用，增加其的抗腐蚀性，但是Cr的含量过高会降低钢的塑性和韧性，在本发明中控制Cr的含量在0.1-0.4％。

Mo：有固溶强化作用，并可提高钢的淬透性，同时可减少回火脆性，提高回火稳定性，但会损坏焊接时形成的热影响区的韧性，降低钢的可焊接性，且Mo的成本较高，因此本发明中控制Mo的含量在≤0.02％。

Ni：可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性，但是Ni含量的升高，势必增加成本，故本发明控制Ni的含量在≤0.06％。

Al：钢中加入少量的Al可细化晶粒，提高冲击韧性，但是含量过高会导致Al的氧化物夹杂增加，降低钢的纯净度。故本发明控制Al的含量在0.025-0.035％。

Cu：通过固溶使淬透性提高的元素，但过高的含量会使加工性能降低，因此，优选的将Cu的含量限定在≤0.05％，优选的Cu的含量为0.04％。

Nb：可以促进钢轧制显微组织的晶粒细化，提高强度和韧性，焊接过程中，Nb原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，本发明控制Nb的含量在0.01-0.03％。

Ti：能形成细小的Ti的C、N氧化物，在板坯再加热过程中可通过阻止晶粒的粗化，并可提高基体金属和焊接热影响区的低温韧性，阻止了游离N对钢的淬透性产生的不利影响，本发明控制Ti含量在0.01-0.03％。

V：是钢的优良脱氧剂，钢中加V可细化组织晶粒，提高强度和韧性，V与C形成的碳化物在高温高压下还可提高钢的抗氢腐蚀能力，控制V的含量≤0.02％。

B：可改善钢的致密性和热轧性能，提高钢板淬透性，提高强度，B含量控制在0.001-0.003％，优选的B的含量为0.002％。

本发明钢板的化学成分设计合理，降低制造成本，减少重量应用，增加了有效载荷应用等。与传统的钢相比，在硬度方面提高了3倍以上，在耐磨寿命方面提高约3至8倍。

具体实施方式

实施例1

实施例1

本发明所述的一种耐磨钢板的化学成分如表1所示，按照表1所示的化学成分冶炼并浇铸成板坯；

加热工艺：在奥氏体炉中进行加热，加热温度至890℃，控制加热时间15min；

淬火工艺：用高压水快速冷却，降温速率控制在50℃/s；

回火工艺：230℃低温回火，回火时间15min；

切割工艺：等离子切割钢板，既得成品钢板。

实施例2

实施方式同实施例1，其中加热工艺温度为900℃，加热时间10min；淬火工艺降温速率为50℃/s；回火工艺中回火温度200℃低温回火，回火时间20min，回火后等离子切割钢板。

实施例3

实施方式同实施例1，其中加热工艺温度为920℃，加热时间10min；淬火工艺降温速率为100℃/s；回火工艺中回火温度240℃低温回火，回火时间10min，回火后等离子切割钢板。

实施例4

实施方式同实施例1，其中加热工艺温度为940℃，加热时间10min；淬火工艺降温速率为100℃/s；回火工艺中回火温度200℃低温回火，回火时间20min，回火后等离子切割钢板。

实施例5

实施方式同实施例1，其中加热工艺温度为950℃，加热时间15min；淬火工艺降温速率为100℃/s；回火工艺中回火温度225℃低温回火，回火时间15min，回火后等离子切割钢板。

实施例6

实施方式同实施例1，其中加热工艺温度为950℃，加热时间5min；淬火工艺降温速率为150℃/s；回火工艺中回火温度250℃低温回火，回火时间10min，回火后等离子切割钢板。

表1

Claims (1)

1.一种耐磨钢板，其特征在于：所述的耐磨钢板的化学成分和重量百分比为：C:0.17-0.19％、Si：0.3-0.4％、Mn：1.1-1.25％、P：0.005-0.010％、S：0.0001-0.0015％、Cr:0.1-0.4％、Mo≤0.02％、Ni≤0.06％、Al：0.025-0.035％、Cu≤0.05％、Nb：0.01-0.03％、Ti：0.01-0.03％、V≤0.02％、B：0.001-0.003％，余量Fe和其他不可避免的杂质；所述耐磨钢板的制造方法，包括如下步骤：

(1)将含有质量百分比为:C:0.17-0.19％、Si：0.3-0.4％、Mn：1.1-1.25％、P：0.005-0.010％、S：0.0001-0.0015％、Cr:0.1-0.4％、Mo≤0.02％、Ni≤0.06％、Al：0.025-0.035％、Cu≤0.05％、Nb：0.01-0.03％、Ti：0.01-0.03％、V≤0.02％、B：0.001-0.003％成分的钢水经冶炼，浇筑成板坯；

(2)加热工艺：在奥氏体炉中进行加热，加热温度控制在890℃-950℃，控制加热时间5-15min；

(3)淬火工艺：用高压水快速冷却，降温速率控制在50-150℃/s；

(4)回火工艺：200-250℃低温回火，回火时间10-20min；

(5)切割工艺：等离子切割钢板，既得成品钢板。