CN105316572A - 一种矿山机械用耐磨钢板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8-1.0%,Si:0.7-0.9%,Mn:1.8-2.0%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.07-0.09%,V:0.3-0.5%,Ti:0.3-0.5%,N:0.03-0.04%,Al:0.03-0.08%,B:0.005-0.008%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝等化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,特别涉及一种矿山机械用耐磨钢板。
背景技术
耐磨钢板被广泛应用于工作条件特别恶劣,要求高强度、高耐磨性能等机械产品上。如各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。因此,该种耐磨钢板要求有较高的硬度。目前的国内的耐磨钢一般合金含量较高,虽然能满足硬度的要求,但塑韧性相对较差,在一定程度上影响了其在不同机械领域上的应用。
在本发明之前,武汉钢铁公司发明的“一种超高强度耐磨钢及其生产方法”专利,该钢的成分范围为:C0.10-0.17%,Si0.25-0.50%,Mn1.20-1.50%,P≤0.018%,S≤0.008%,Cr0.20-0.50%,Ni0.25-0.50%,Mo0.10-0.40%,Als0.02-0.06%,B≤0.005%,RE≤150g/吨钢;该钢采用控轧+调质的生产工艺,该钢成分中不含V,抗拉强度约1300MPa,布氏硬度值HB达到400左右。但是该钢含有较高的Ni、Mo等贵重金属元素,成本相对较高。
还有舞阳钢铁公司发明的“一种高强度耐磨板及其制备方法”和“一种调质型耐磨钢及其热处理方法”专利,其成分分别为:C0.12-0.16%,Si0.10-0.70%,Mn0.90-1.50%,P≤0.020%,S≤0.010%,Cr0.20-0.70%,Ni0.05-0.30%,V0.03-0.08%,Nb0.01-0.06%,Mo0.10-0.50%,Ti0.01-0.06%,Al0.02-0.08%,B0.0005-0.0030%和C0.14-0.18%,Si0.20-0.40%,Mnl.20-1.40%,P≤0.015%,S≤0.005%,Cr0.50-0.70%,Ni0.40-0.55%,V0.03-0.08%,Nb0.02-0.03%,Ti0.015-0.030%,Mo0.40-0.50%,Al0.02-0.045%,B0.0015-0.0030%;两个专利的成分中均添加了不同含量的Nb、Ni、Mo、V等贵金属元素,大大增加了生产成本。其中第二个专利中还含有Cu,两个专利的成本都比较高。第一个专利的回火温度在150-250℃,属于低温回火,正常的工业回火温度在400-700℃,批量工业生产中生产组织和控制都较难,大大影响了热处理炉的正常生产。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种矿山机械用耐磨钢板,该钢板具有良好的强韧性,较高的硬度,耐磨性能优异,且成本低。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8-1.0%,Si:0.7-0.9%,Mn:1.8-2.0%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.07-0.09%,V:0.3-0.5%,Ti:0.3-0.5%,N:0.03-0.04%,Al:0.03-0.08%,B:0.005-0.008%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝等化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
优选,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8%,Si:0.7%,Mn:1.7%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.05%,V:0.25%,Ti:0.3%,N:0.03%,Al:0.04%,B:0.004%,其余为铁Fe和不可避免的杂质。
本发明耐磨钢可采用如下的制备方法:
1)冶炼:包括铁水脱硫,转炉顶底复合吹炼,真空处理,调整成分满足上述要求,控制出钢温度为约1540-1580℃;
2)连铸:控制中间包钢水过热度为约25-45℃,连铸成坯;
3)轧制:铸坯加热温度为约1210-1230℃,开轧温度为约1150-1170℃,终轧温度为约900-920℃,轧后控制冷却速度为约15-25℃/秒;控制冷却到约400-450℃;
4)热处理:淬火温度980-1010℃左右,加热时间3.5-4.5min/mm×板厚;回火保温温度220-240℃左右,保温时间5-6min/mm×板厚。
现有技术的耐磨钢中均含有较高含量的Cr,虽然Cr元素能显著提高钢的硬度,并能提高耐磨性能,但其与碳易形成粗大的碳化物,从而大幅降低钢的韧性,因此本发明耐磨钢中不添加Cr元素。
本发明的钢采用中碳含量设计,一方面通过碳本身提高钢的强度、硬度及耐磨性,另一方面通过碳与其他合金元素如钛、钒形成适量的碳化物显著提高钢的硬度和耐磨性能。
在大量实验的基础上,确定了本发明的钢中的V、Ti、N、Al、B的合金化元素含量,这些合金元素之间以及与碳之间形成碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛、氮化铝等化合物,使得钢的硬度及耐磨大幅度提高。
本发明添加适量的稀土元素镧,使得其可以配合改善上述化合物的形态及分布,从而间接辅助提高钢的强韧性和耐磨性。
综上所述,本发明钢中的上述合金元素相辅相成,协同作用。使得本发明耐磨钢的硬度提高,其布氏硬度值可达HB580-620,可确保良好的耐磨性能。其抗拉强度不少于1200MPa,延伸率大于8%,可见其强韧性好。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明,但本发明不限于下述实施例。
实施例一
一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8%,Si:0.7%,Mn:1.8%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.07%,V:0.3%,Ti:0.3%,N:0.03%,Al:0.03%,B:0.005%,,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
实施例二
一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:1.0%,Si:0.9%,Mn:2.0%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.09%,V:0.5%,Ti:0.5%,N:0.04%,Al:0.08%,B:0.008%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (2)
1.一种矿山机械用耐磨钢板,其特征在于,所述耐磨钢板以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8-1.0%,Si:0.7-0.9%,Mn:1.8-2.0%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.07-0.09%,V:0.3-0.5%,Ti:0.3-0.5%,N:0.03-0.04%,Al:0.03-0.08%,B:0.005-0.008%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中V、Ti、N、Al、B之间以及与C之间形成碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
2.如权利要求1所述的一种矿山机械用耐磨钢板,其特征在于,所述耐磨钢板以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8%,Si:0.7%,Mn:1.7%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.05%,V:0.25%,Ti:0.3%,N:0.03%,Al:0.04%,B:0.004%,其余为铁Fe和不可避免的杂质。
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