CN105856728A - 一种复合耐磨钢板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐磨板材，具体说是一种复合耐磨钢板，其由基材和复材热轧而成，其中：基材为普碳钢板，复材为高强度耐磨钢板；普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe；高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.25—0.45%、Si：0.5—1.5%、Mn：0.5—1.0%、Cr：1.0—2.0%、Ti：1.0—2.0%、B：1.0—1.5%、Mo：0.1—0.3%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。由于普碳钢板整体性能优异，强度、塑形、焊接等性能较高，其成本较低；而高强度耐磨钢板具有高淬透性、高韧性，且具有优良的低温韧性、抗裂性能和焊接性能；因此本发明将普碳钢板和高强度耐磨钢板热轧复合，从而可获得成本较低，各方面性能优异的板材。

Description

一种复合耐磨钢板
技术领域
本发明涉及耐磨钢板，具体说是一种复合耐磨钢板。
背景技术
金属基复合板材的出现和发展，大大地改善及拓展了传统单一金属材料的性能及使用范围。金属基复合板材比传统的单一金属材料有更高的比张度、比刚度和比强度等；其是以一种金属作为基材，以另一种不同物理、化学性能的材料作为复材，并利用复合技术将其进行结合的一种新型复合板材。这对于我国缺乏镍、铬资源的国家来说有着重大意义和社会效益。
随着冶金、化工等经济支柱性产业的迅速发展，如矿山机械、煤炭采运、石油化工、建材装饰、船舶工程等对耐磨材料复合板的需求倍增，如矿山机械用轨道、煤炭采用选煤机械、石油天然气输送管道及船体、结构件等。但现有的复合钢板由于存在工艺和选材的缺陷，导致耐磨性、耐蚀性、强度等不够理想。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种强度较高、耐磨性较好的复合耐磨钢板。
本发明采用的技术方案为：一种复合耐磨钢板，其由基材和复材热轧而成，其中：基材为普碳钢板，复材为高强度耐磨钢板。
作为优选，所述普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe。
作为优选，所述高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.25—0.45%、Si：0.5—1.5%、Mn：0.5—1.0%、Cr：1.0—2.0%、Ti：1.0—2.0%、B：1.0—1.5%、Mo：0.1—0.3%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
作为优选，所述普碳钢板的屈服强度为235MPa，抗拉强度为400 MPa。
作为优选，所述普碳钢板的伸长率为26%。
作为优选，所述普碳钢板的表面硬度为140HBW。
作为优选，所述高强度耐磨钢板的屈服强度为900MPa，抗拉强度为1100 MPa。
作为优选，所述高强度耐磨钢板的表面硬度为450HBW。
由于普碳钢板整体性能优异，强度、塑形、焊接等性能较高，其成本较低；而高强度耐磨钢板具有高淬透性、高韧性，且具有优良的低温韧性、抗裂性能和焊接性能；因此本发明将普碳钢板和高强度耐磨钢板热轧复合，从而可获得成本较低，各方面性能优异的板材。
具体实施方式
下面将详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种复合耐磨钢板，其由基材和复材热轧而成，其中：基材为普碳钢板，复材为高强度耐磨钢板；所述普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe；所述普碳钢板的屈服强度为235MPa，抗拉强度为400 MPa，伸长率为26%，表面硬度为140HBW。
本发明的高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.25—0.45%、Si：0.5—1.5%、Mn：0.5—1.0%、Cr：1.0—2.0%、Ti：1.0—2.0%、B：1.0—1.5%、Mo：0.1—0.3%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe；高强度耐磨钢板的屈服强度为900MPa，抗拉强度为1100 MPa；表面硬度为450HBW。
本发明中铬Cr可与C反应形成Cr6C、Cr7C3和Cr23C6等碳化物，但由于铬的碳化物显微硬度低，且其形貌由于呈长条形而导致其韧性较差，在基体组织凝固过程中优先形成；因此，本发明中Cr元素的加入量较少，少量的Cr还可以使其固溶于奥氏体中，主要起提高基体的淬硬性和淬透性作用。
硼B是Fe2B颗粒的主要形成元素，容易在钢液凝固过程中与Fe元素反应形成大量呈现网状的Fe2B颗粒，分布在高硼耐磨合金材料中起到耐磨骨架作用。
铬Cr和钼Mo，通过添加Cr和Mo可起到稳定Fe2B的作用， Cr能降低Fe2B相本质脆性；Cr也可与C反应形成Cr6C、Cr7C3和Cr23C6等碳化物，但由于Cr元素加入量较少，只能固溶于奥氏体中，主要提高基体的淬硬性和淬透性以及起到稳定Fe2B的作用。Mo也能形成Mo2C碳化物，但由于加入量很少，只能够固溶于基体中。因此，基体中加入Cr和Mo能起到稳定Fe2B的作用。
钛Ti是强碳化物形成元素，与钢液中的C元素反应形成大量细小、弥散分布的TiC质点，可以细化奥氏体枝晶，改善共晶碳化物的形态与分布。故在成分设计中，直接将Ti含量控制在1.0-2.0%，直接将合金加入钢液中，以便易于熔化，通过所采用的中频感应熔炼炉电磁场搅拌作用使其产生大量相对均匀的TiC质点。但是，钢液中Ti元素含量过少或过多都不利于达到实际效果，过少则不利于使基体产生足够多的结晶核心质点和共晶碳化物来细化碳化物，过多则使钢液的流动性和充型能力降低，不利于提高工件致密性，对耐磨性能有负面影响，所以在其成分设计中控制其上限为2.0%。
实施例1
复合耐磨钢板中普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1%、Si：0.15%、Mn： 1.4%、P：0.04%、S：0.04%，余量为Fe，屈服强度为235MPa，抗拉强度为400 MPa，伸长率为26%，表面硬度为140HBW；高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.25%、Si：0.5%、Mn：1.0%、Cr：2.0%、Ti：1.0%、B：1.0%、Mo：0.3%、S：0.03%、P：0.03%，余量为Fe；屈服强度为900MPa，抗拉强度为1100 MPa；表面硬度为450HBW；将两者热轧后测试性能得到：复合耐磨钢板屈服强度为455MPa，抗拉强度为637MPa，伸长率为18%。
实施例2
复合耐磨钢板中普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.15%、Si：0.25%、Mn：1%、P：0.03%、S：0.03%，余量为Fe，屈服强度为235MPa，抗拉强度为400 MPa，伸长率为26%，表面硬度为140HBW；高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.3%、Si：1%、Mn：0.8%、Cr：1.5%、Ti：1.5%、B：1.3%、Mo：0.2%、S：0.04%、P：0.04%，余量为Fe；屈服强度为900MPa，抗拉强度为1100 MPa；表面硬度为450HBW；将两者热轧后测试性能得到：复合耐磨钢板屈服强度为532MPa，抗拉强度为682MPa，伸长率为20.1%。
实施例3
复合耐磨钢板中普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.2%、Si：0.35%、Mn：0.5%、P：0.02%、S：0.02%，余量为Fe，屈服强度为235MPa，抗拉强度为400 MPa，伸长率为26%，表面硬度为140HBW；高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.45%、Si：1.5%、Mn：0.5%、Cr：1.0%、Ti：2.0%、B：1.5%、Mo：0.1%、S：0.02%、P：0.02%，余量为Fe；屈服强度为900MPa，抗拉强度为1100 MPa；表面硬度为450HBW；将两者热轧后测试性能得到：复合耐磨钢板屈服强度为503MPa，抗拉强度为602MPa，伸长率为19%。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种复合耐磨钢板，其由基材和复材热轧而成，其中：基材为普碳钢板，复材为高强度耐磨钢板。
2.根据权利要求1所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述普碳钢板成分的质量百分比为，C：0.1—0.2%、Si：0.15—0.35%、Mn：0.5—1.4%、P：≤0.04%、S：≤0.04%，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述高强度耐磨钢板成分的质量百分比为，C：0.25—0.45%、Si：0.5—1.5%、Mn：0.5—1.0%、Cr：1.0—2.0%、Ti：1.0—2.0%、B：1.0—1.5%、Mo：0.1—0.3%、S：≤0.04%、P：≤0.04%，余量为Fe。
4.根据权利要求2所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述普碳钢板的屈服强度为235MPa，抗拉强度为400 MPa。
5.根据权利要求2所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述普碳钢板的伸长率为26%。
6.根据权利要求2所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述普碳钢板的表面硬度为140HBW。
7.根据权利要求3所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述高强度耐磨钢板的屈服强度为900MPa，抗拉强度为1100 MPa。
8.根据权利要求3所述复合耐磨钢板，其特征在于：所述高强度耐磨钢板的表面硬度为450HBW。
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