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