CN107012396B - 微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法 - Google Patents

微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107012396B
CN107012396B CN201710128989.8A CN201710128989A CN107012396B CN 107012396 B CN107012396 B CN 107012396B CN 201710128989 A CN201710128989 A CN 201710128989A CN 107012396 B CN107012396 B CN 107012396B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
rolling
continuous casting
steel
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710128989.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107012396A (zh
Inventor
王海燕
韩旭
李旭升
吴亚辉
邓小玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN201710128989.8A priority Critical patent/CN107012396B/zh
Publication of CN107012396A publication Critical patent/CN107012396A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107012396B publication Critical patent/CN107012396B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明提供一种微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板及其制备方法，该NM400钢板按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.1～0.25％、Si：0.2～0.6％、Mn：1.3～1.7％、P：≤0.02％、S：≤0.008％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.25～0.4％、Ni：0.1～0.25％、Cu：0.2～0.4％、V：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.03％、B：0.001～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。本发明的NM400钢板具有硬度高，耐磨性、塑韧性好，生产难度小，成本较低等优点。

Description

微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨钢，特别涉及一种微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板及其制备方法。
背景技术
磨损失效会造成许多工件和设备的迅速失效，造成巨大的材料浪费和经济损失。磨损不仅引起零件失效，导致工件更换和维修频繁，设备工作效率低，而且消耗了大量的能源和材料。据不完全统计，我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门，由于工件磨损而造成的经济损失每年约400亿元。由此，耐磨材料产业应运而生，耐磨材料的发展已成为影响现代生产效率的重要因素。
耐磨钢是指在表面严重磨损的环境中服役的一类高强度钢。其主要使用于长期工作在与矿石、煤炭、煤浆、泥沙以及水泥浆等物料相接触的车辆或设施上，如矿用电动轮自卸车、煤矿刮板运输机、水泥搅拌机、推土机、挖掘机、装载机等。其中NM400钢是应用较多的一种耐磨钢。
目前，国外NM400钢的生产主要利用热处理获得均匀细小的组织，从而达到良好的强度和塑韧性要求。而我国现有的NM400钢主要通过两种途径进行生产，一种采用高合金成分设计，通过较高含量的C、Ni、Cu、Mo、Cr等元素的合金化来提高钢的强度、硬度及耐磨性能，但是其成分成本较高、另一种主要利用组织强化作用，通过离线淬火+回火的生产工艺，获得马氏体组织提高钢的强度、硬度及耐磨性能，但这种方法存在冲击韧性差，且变形程度大，生产中需要强力淬火机，而且能源消耗大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板及其制备方法，该NM400钢板硬度高，耐磨性、塑韧性好，生产难度小，成本较低，能够解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.1～0.25％、Si：0.2～0.6％、Mn：1.3～1.7％、P：≤0.02％、S：≤0.008％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.25～0.4％、Ni：0.1～0.25％、Cu：0.2～0.4％、V：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.03％、B：0.001～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
优选地，在上述NM400钢板中，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.15～0.25％、Si：0.2～0.3％、Mn：1.5～1.7％、P：≤0.02％、S：≤0.008％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.3～0.35％、Ni：0.1～0.25％、Cu：0.2～0.4％、V：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.03％、B：0.001～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
优选地，在上述NM400钢板中，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.25％、Si：0.25％、Mn：1.6％、P：0.017％、S：0.006％、Cr：0.6％、Mo：0.34％、Ni：0.24％、Cu：0.37％、V：0.05％、Nb：0.03％、B：0.0024％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
另一方面，提供了一种微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板的制备方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
所述轧制步骤中，开轧温度为1050℃-1110℃，终轧温度为820℃-890℃；
所述冷却步骤中，是采用分二阶段冷却的方式对所述轧制后的NM400钢板进行冷却，首先以12-15℃/s的冷却速度快冷到300-450℃，然后空冷至室温。
优选地，在上述方法中，在所述加热步骤中，加热温度为1170±20℃，保温时间为2.5～3.5h。
优选地，在上述方法中，所述保温时间为3h。
优选地，在上述方法中，所述冷却步骤中，所述冷却速度为12-13℃/s。
优选地，在上述方法中，首先以12-13℃/s的冷却速度快冷到350-400℃。
本发明的有益的技术效果主要有：
本发明的NM400钢板通过低碳及微合金成分设计，通过轧制后首先以不低于12℃/s的冷却速度快冷到300～450℃然后再空冷至室温，获得贝氏体/马氏体复相组织，就可以使得NM400钢板的抗拉强度Rm≥1200MPa、布氏硬度HB 375～430、延伸率A≥11％、-20℃冲击功KV2≥26J，达到或超过了国家标准NM400钢性能的要求；
由于微合金成分设计，即添加的合金元素量较少，所以NM400钢板的成分成本较低；
与现有技术中快速冷却至较低温度以形成马氏体组织相比，本申请由于在轧制后形成贝氏体/马氏体的复相组织，所以NM400钢板生产中的变形较小，后期的矫直难度较小，而且无需采用离线淬火处理，无需强力淬火设备，装备成本较低，生产难度较小；
由于轧制后快冷到300～450℃，所以可以在300℃以下进行矫直，矫直难度降低，而且快冷后空冷至室温，可以对钢板起到一定的自回火作用，因此无需再对耐磨钢板进行回火处理，可以节约大量的能源。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明的限制。
本发明的NM400钢板按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.1～0.25％、Si：0.2～0.6％、Mn：1.3～1.7％、P：≤0.02％、S：≤0.008％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.25～0.4％、Ni：0.1～0.25％、Cu：0.2～0.4％、V：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.03％、B：0.001～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明的NM400钢板化学成分及质量百分比含量设计的原理如下：
主要通过采用较低的C含量及添加少量的Ni，以减小钢的脆性，提高钢的塑韧性，特别是钢的低温韧性，且同时可以提高钢的焊接性能；
通过添加适量的Mn、Mo，降低临界冷却速度，抑制铁素体相的形成，以有利于贝氏体的转变，实现贝氏体/马氏体的复相组织控制；
通过添加适量的Cr、Cu、Mo、Mn及B，提高钢的淬透性，有利于在生产中轧制后，可以无需较大的冷却速度就能够使耐磨钢钢板内外都避免形成铁素体或珠光体组织；
通过添加适量的Cu还可以对钢起到一定的强化作用；
通过添加微量的V、Nb元素，可以对钢起到析出强化作用及抑制组织粗化。
经过上述成分设计的NM400钢板，其碳当量Ceq≤0.68，焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.38，抗拉强度≥1220MPa，延伸率≥11％，-20℃冲击功KV2≥26J，抗拉强度最高值为1320MPa，延伸率最高值为13.5％，-20℃冲击功KV2最高为31J。
制备上述成分设计的NM400钢板的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
(1)冶炼、精炼以及连铸步骤：按照上述钢的化学成分及含量设计进行原料配制，采用本领域常规的转炉冶炼、LF炉外精炼以及连铸工艺制备连铸坯，冶炼、连铸后制成坯料规格为厚250mm、宽1500mm和长2300mm的连铸坯。
(2)加热步骤：将连铸坯进行加热，其中加热温度优选为1150℃～1190℃(比如1155℃、1160℃、1165℃、1170℃、1175℃、1180℃、1185℃中的任意一个数值或者任意两个数值之间的范围)，保温时间为2.5～3.5h(比如2.6h、2.7h、2.8h、2.9h、3.0h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h中的任意一个数值或者任意两个数值之间的范围)，使钢坯温度均匀，无明显黑印；其中保温时间更优选为3.0h，以保证铸坯奥氏体化均匀，并且达到奥氏体均匀化和奥氏体晶粒尺寸的较好配合。
(3)轧制步骤：将加热后的连铸坯进行控制轧制，开轧温度为1050℃-1110℃(比如1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1095℃、1000℃、1005℃中的任意一个数值或者任意两个数值之间的范围)，终轧温度为820℃-890℃(比如830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、885℃中的任意一个数值或者任意两个数值之间的范围)。
执行如下轧制工艺，参数如下：
成品厚度/mm 待温厚度/mm 待温终了温度/℃ 终轧温度/℃ 轧后冷速℃/s
≥10-16 ≥3a ≤930 870±20 ≥12
＞16-30 ≥2a+5 ≤900 840±20 ≥12
＞30 ≥2a ≤860 840±20 ≥12
a---表示钢板厚度
根据现场实际情况，待温终了温度可适当调整，保证终轧温度。待温后累计压下率≥50％，道次变形率≥12％；最后一道压下率≥13％，道次间隙时间尽可能短。
(4)冷却步骤：是采用分二阶段冷却的方式对所述轧制后的NM400钢板进行冷却，将轧制后的NM400钢板进行控制冷却，首先以12-15℃/s(比如12.5℃/s、13℃/s、13.5℃/s、14℃/s、14.5℃/s中的任意一个数值或者任意两个数值之间的范围)的冷却速度快冷到300-450℃(比如310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃中的任意一个数值或者任意两个数值之间的范围)，避免奥氏体向铁素体或珠光体转变，然后空冷至室温，以形成贝氏体和马氏体的复相组织。更优选地，首先以12-13℃/s的冷却速度快冷到350-400℃，然后空冷至室温，以形成贝氏体和马氏体的复相组织。
本发明工艺的原理如下：本发明的NM400钢板通过低碳及微合金成分设计，通过轧制后首先以不低于12℃/s的冷却速度快冷到300～450℃然后再空冷至室温，获得贝氏体/马氏体复相组织；
由于微合金成分设计，即添加的合金元素量较少，所以NM400钢板的成分成本较低；
与现有技术中快速冷却至较低温度以形成马氏体组织相比，本申请由于在轧制后形成贝氏体/马氏体的复相组织，所以NM400钢板生产中的变形较小，后期的矫直难度较小，而且无需采用离线淬火处理，无需强力淬火设备，装备成本较低，生产难度较小；
由于轧制后快冷到300～450℃，所以可以在300℃以下对钢板进行矫直，矫直难度降低，而且快冷后空冷至室温，可以对钢板起到一定的自回火作用，因此无需在对耐磨钢板进行回火处理，可以节约大量的能源。
采用本发明优选的化学成分得到的NM400钢板，经上述方法处理后，就可以使得NM400钢板的抗拉强度Rm≥1220MPa、布氏硬度HB375～430、延伸率A≥11％、-20℃冲击功KV2≥26J，具有良好的综合力学性能，并有良好的耐磨性和耐蚀性。与现有技术相比本申请的轧制后快冷终止温度较高，钢板变形较小、矫直较容易，生产难度大大降低，而且可以省去离线淬火，从而节省了成本。
实施例1
本实施例的NM400钢板采用了如下设计：
钢的各化学成分及质量百分比含量为：C：0.25％、Si：0.25％、Mn：1.6％、P：0.017％、S：0.006％、Cr：0.6％、Mo：0.34％、Ni：0.24％、Cu：0.37％、V：0.05％、Nb：0.03％、B：0.0024％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
制备上述成分设计的NM400钢板的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
(1)冶炼、精炼以及连铸步骤：按照上述钢的化学成分及含量设计进行原料配制，采用本领域常规的转炉冶炼、LF炉外精炼以及连铸工艺制备连铸坯，冶炼、连铸后制成坯料规格为厚250mm、宽1500mm和长2300mm的连铸坯。
(2)加热步骤：将连铸坯进行加热，其中加热温度为1170℃，保温时间为3.0h，使钢坯温度均匀，无明显黑印，以保证铸坯奥氏体化均匀，并且达到奥氏体均匀化和奥氏体晶粒尺寸的较好配合。
(3)轧制步骤：将加热后的连铸坯进行控制轧制，开轧温度为1090℃、，终轧温度为850℃，轧制后的坯料为30mm厚。
(4)冷却步骤：将轧制后的NM400钢板进行控制冷却，首先以12.8℃/s的冷却速度快冷到384℃，然后空冷至室温。
本实施例所得NM400钢板的厚度为30mm；钢的金相组织结构为贝氏体+马氏体混合组织，晶粒度为8.5级，力学性能：抗拉强度Rm为1320MPa、布氏硬度HB 418、延伸率A为11％、-20℃冲击功Kv2为26.3J。
实施例2
本实施例的NM400钢板采用了如下设计：
钢的各化学成分及质量百分比含量为：C：0.19％、Si：0.27％、Mn：1.48％、P：0.016％、S：0.006％、Cr：0.6％、Mo：0.30％、Ni：0.25％、Cu：0.36％、V：0.05％、Nb：0.03％、B：0.0020％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
制备上述成分设计的NM400钢板的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
(1)冶炼、精炼以及连铸步骤：按照上述钢的化学成分及含量设计进行原料配制，采用本领域常规的转炉冶炼、LF炉外精炼以及连铸工艺制备连铸坯，冶炼、连铸后制成坯料规格为厚250mm、宽1500mm和长2300mm的连铸坯。
(2)加热步骤：将连铸坯进行加热，其中加热温度为1180℃，保温时间为3.0h，使钢坯温度均匀，无明显黑印，以保证铸坯奥氏体化均匀。
(3)轧制步骤：将加热后的连铸坯进行控制轧制，开轧温度为1090℃、，终轧温度为835℃，轧制后的坯料为30mm厚。
(4)冷却步骤：将轧制后的NM400钢板进行控制冷却，首先以12.5℃/s的冷却速度快冷到400℃，然后空冷至室温。
本实施例所得NM400钢板的厚度为30mm；钢的金相组织结构为贝氏体+马氏体混合组织，晶粒度为9级，力学性能：抗拉强度Rm为1298MPa、布氏硬度HB 420、延伸率为11.5％、-20℃冲击功Kv2为28J。
实施例3
本实施例的NM400钢板采用了如下设计：
钢的各化学成分及质量百分比含量为：C：0.15％、Si：0.27％、Mn：1.5％、P：0.016％、S：0.005％、Cr：0.5％、Mo：0.32％、Ni：0.20％、Cu：0.29％、V：0.03％、Nb：0.025％、B：0.0018％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
制备上述成分设计的NM400钢板的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
(1)冶炼、精炼以及连铸步骤：按照上述钢的化学成分及含量设计进行原料配制，采用本领域常规的转炉冶炼、LF炉外精炼以及连铸工艺制备连铸坯，冶炼、连铸后制成坯料规格为厚250mm、宽1500mm和长2300mm的连铸坯。
(2)加热步骤：将连铸坯进行加热，其中加热温度为1180℃，保温时间为3.0h，使钢坯温度均匀，无明显黑印，以保证铸坯奥氏体化均匀。
(3)轧制步骤：将加热后的连铸坯进行控制轧制，开轧温度为1080℃、，终轧温度为830℃，轧制后的坯料为30mm厚。
(4)冷却步骤：将轧制后的NM400钢板进行控制冷却，首先以12.8℃/s的冷却速度快冷到385℃，然后空冷至室温。
本实施例所得NM400钢板的厚度为30mm；钢的金相组织结构为贝氏体+马氏体混合组织，晶粒度为9级，力学性能：抗拉强度Rm为1270MPa、布氏硬度HB 407、延伸率为12％、-20℃冲击功Kv2为29.5J。
实施例4
本实施例的NM400钢板采用了如下设计：
钢的各化学成分及质量百分比含量为：C：0.16％、Si：0.20％、Mn：1.52％、P：0.015％、S：0.004％、Cr：0.55％、Mo：0.3％、Ni：0.25％、Cu：0.32％、V：0.029％、Nb：0.02％、B：0.0017％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
制备上述成分设计的NM400钢板的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
(1)冶炼、精炼以及连铸步骤：按照上述钢的化学成分及含量设计进行原料配制，采用本领域常规的转炉冶炼、LF炉外精炼以及连铸工艺制备连铸坯，冶炼、连铸后制成坯料规格为厚250mm、宽1500mm和长2300mm的连铸坯。
(2)加热步骤：将连铸坯进行加热，其中加热温度为1180℃，保温时间为3.0h，使钢坯温度均匀，无明显黑印，以保证铸坯奥氏体化均匀。
(3)轧制步骤：将加热后的连铸坯进行控制轧制，开轧温度为1080℃、，终轧温度为830℃，轧制后的坯料为30mm厚。
(4)冷却步骤：将轧制后的NM400钢板进行控制冷却，首先以12.8℃/s的冷却速度快冷到390℃，然后空冷至室温。
本实施例所得NM400钢板的钢板厚度为30mm；钢的金相组织结构为贝氏体+马氏体混合组织，晶粒度为9级，力学性能：抗拉强度Rm为1250MPa、布氏硬度HB 395、延伸率为12.5％、-20℃冲击功Kv2为29.5J。
实施例5
本实施例的NM400钢板采用了如下设计：
钢的各化学成分及质量百分比含量为：C：0.13％、Si：0.23％、Mn：1.55％、P：0.015％、S：0.004％、Cr：0.55％、Mo：0.32％、Ni：0.19％、Cu：0.25％、V：0.025％、Nb：0.02％、B：0.0018％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
制备上述成分设计的NM400钢板的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
(1)冶炼、精炼以及连铸步骤：按照上述钢的化学成分及含量设计进行原料配制，采用本领域常规的转炉冶炼、LF炉外精炼以及连铸工艺制备连铸坯，冶炼、连铸后制成坯料规格为厚250mm、宽1500mm和长2300mm的连铸坯。
(2)加热步骤：将连铸坯进行加热，其中加热温度为1160℃，保温时间为2.8h，使钢坯温度均匀，无明显黑印，以保证铸坯奥氏体化均匀。
(3)轧制步骤：将加热后的连铸坯进行控制轧制，开轧温度为1050℃、，终轧温度为825℃，轧制后的坯料为30mm厚。
(4)冷却步骤：将轧制后的NM400钢板进行控制冷却，首先以12.8℃/s的冷却速度快冷到400℃，然后空冷至室温。
本实施例所得NM400钢板的厚度为30mm；钢的金相组织结构为贝氏体+马氏体混合组织，晶粒度为9级，力学性能：抗拉强度Rm为1230MPa、布氏硬度HB 380、延伸率为13.5％、-20℃冲击功Kv2为31J。
从上述实施例可以得出，本发明钢板厚度规格范围为10～40mm，就可以使得NM400钢板的抗拉强度Rm≥1220MPa、布氏硬度HB 375～430、延伸率A≥11％、-20℃冲击功KV2≥26J，具有良好的综合力学性能，并有良好的耐磨性和耐蚀性，达到或超过了国家标准NM400钢性能的要求。从实例可以看出，采用低碳及微合金成分设计的钢板性能稳定，在节约成本的前提下达到或超过了国家标准NM400钢性能的要求。
本发明的NM400钢板通过低碳及微合金成分设计，通过轧制后首先以不低于12-15℃/s的冷却速度快冷到300～450℃然后再空冷至室温，获得贝氏体/马氏体复相组织；
由于微合金成分设计，即添加的合金元素量较少，所以NM400钢板的成分成本较低；
与现有技术中快速冷却至较低温度以形成马氏体组织相比，本申请由于在轧制后形成贝氏体/马氏体的复相组织，所以NM400钢板生产中的变形较小，后期的矫直难度较小，而且无需采用离线淬火处理，无需强力淬火设备，装备成本较低，生产难度较小；
由于轧制后快冷到300～450℃，所以可以在300℃以下进行矫直，矫直难度降低，而且快冷后空冷至室温，可以对钢板起到一定的自回火作用，因此无需在对耐磨钢板进行回火处理，可以节约大量的能源。
采用本发明优选的化学成分得到的NM400钢板，经上述方法处理后，就可以使得NM400钢板的抗拉强度Rm≥1200MPa、布氏硬度HB375～430、延伸率A≥11％、-20℃冲击功KV2≥26J，具有良好的综合力学性能，并有良好的耐磨性和耐蚀性，达到或超过了国家标准NM400钢性能的要求。与现有技术相比本申请的轧制后快冷终止温度较高，钢板变形较小、矫直较容易，生产难度大大降低，而且可以省去离线淬火，从而节省了成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.制备一种微合金贝氏体/马氏体复相NM400钢板的方法，其特征在于，
所述NM400钢板按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.1～0.25％、Si：0.2～0.3％、Mn：1.3～1.7％、P：≤0.02％、S：≤0.008％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.25～0.4％、Ni：0.1～0.25％、Cu：0.2～0.4％、V：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.03％、B：0.001～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
所述方法包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：
所述轧制步骤中，开轧温度为1050℃-1110℃，终轧温度为820℃-890℃；
所述冷却步骤中，是采用分二阶段冷却的方式对所述轧制后的NM400钢板进行冷却，首先以12-15℃/s的冷却速度快冷到300-450℃，然后空冷至室温；
在所述加热步骤中，加热温度为1170±20℃，保温时间为2.5～3.5h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.15～0.25％、Si：0.2～0.3％、Mn：1.5～1.7％、P：≤0.02％、S：≤0.008％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.3～0.35％、Ni：0.1～0.25％、Cu：0.2～0.4％、V：0.02～0.05％、Nb：0.01～0.03％、B：0.001～0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.25％、Si：0.25％、Mn：1.6％、P：0.017％、S：0.006％、Cr：0.6％、Mo：0.34％、Ni：0.24％、Cu：0.37％、V：0.05％、Nb：0.03％、B：0.0024％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保温时间为3h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却步骤中，所述冷却速度为12-13℃/s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首先以12-13℃/s的冷却速度快冷到350-400℃。
CN201710128989.8A 2017-03-06 2017-03-06 微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法 Expired - Fee Related CN107012396B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710128989.8A CN107012396B (zh) 2017-03-06 2017-03-06 微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710128989.8A CN107012396B (zh) 2017-03-06 2017-03-06 微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107012396A CN107012396A (zh) 2017-08-04
CN107012396B true CN107012396B (zh) 2019-04-02

Family

ID=59439776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710128989.8A Expired - Fee Related CN107012396B (zh) 2017-03-06 2017-03-06 微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107012396B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109778062B (zh) * 2018-12-28 2020-09-15 首钢集团有限公司 一种抗拉强度1200MPa级冷轧复相钢及其制备方法
CN114058816A (zh) * 2021-11-25 2022-02-18 张家港宏昌钢板有限公司 一种nm400减少热处理工序的替代方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534432A (zh) * 2012-01-10 2012-07-04 清华大学 贝氏体耐磨钢及钢管制造和回火方法
CN103397275A (zh) * 2013-08-09 2013-11-20 钢铁研究总院 一种马氏体系列耐磨钢及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100412223C (zh) * 2006-07-20 2008-08-20 武汉钢铁(集团)公司 具有优良耐蚀性和抗疲劳性的超高强度钢及其制造方法
CN104451436A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 钢铁研究总院 贝氏体-马氏体-奥氏体复相耐磨钢板及制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534432A (zh) * 2012-01-10 2012-07-04 清华大学 贝氏体耐磨钢及钢管制造和回火方法
CN103397275A (zh) * 2013-08-09 2013-11-20 钢铁研究总院 一种马氏体系列耐磨钢及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
不同状态下冷却速度对NM400耐磨钢组织的影响;杨国权等;《材料热处理技术》;20120531;第41卷(第10期);第4-6页 *
低成本NM400耐磨钢板的研发;万越;《南方金属》;20130630(第3期);第7-10页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107012396A (zh) 2017-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105839003B (zh) 一种正火态交货的180～200mm厚EH36钢板及其制备方法
CN101451212B (zh) 一种高强度钢板及其制备方法
CN109913751B (zh) 适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢及其制备方法
CN109280852A (zh) 一种大厚度nm500耐磨钢及生产方法
CN104388821B (zh) TiC粒子增强型复相组织高塑性耐磨钢板及制造方法
CN105483539B (zh) 一种超硬粒子增强型奥氏体耐磨钢板及其制造方法
CN109695006A (zh) 一种耐腐蚀链板用钢及其制造方法
CN104962834B (zh) 一种高韧性、布氏硬度稳定特厚耐磨钢及其制备方法
CN106244922B (zh) 一种大厚度q960e超高强钢生产方法
CN101451219A (zh) 高强度耐磨钢板及其制备方法
CN104357758A (zh) 一种超硬粒子增强型马氏体耐磨钢板及其制造方法
CN109252107B (zh) 一种高平直度超高强钢的生产方法
CN108149156A (zh) 一种大规格高均匀性耐磨钢及其制造方法
CN108165890A (zh) 一种低成本高强度纳米贝氏体耐磨钢球的制备方法
CN108660374A (zh) 一种淬火矫直短流程耐磨钢板及其制备方法
CN109628828A (zh) 一种低屈强比超厚水电高强度钢板及其制造方法
CN108315652B (zh) 低成本高淬透性hb450级中厚板耐磨钢板及制造方法
CN103498103B (zh) 一种高淬透性大直径65MnCr磨球及其制备方法
CN107746935B (zh) 一种高强度耐磨钢板及其生产工艺
CN106756544B (zh) 一种超低碳当量大厚度q690d高强钢的生产方法
CN107012396B (zh) 微合金贝氏体/马氏体复相nm400钢板及其制备方法
CN105525200B (zh) 一种高强度浆体输送管线用热轧卷板及其制造方法
CN101451221A (zh) 高强度钢板及其制备方法
CN110846571A (zh) 一种高韧性低合金耐磨钢厚板及其制造方法
CN105970110A (zh) 低合金高强度耐磨钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190402