CN108754344B - 一种高硬度高韧性钢板及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度高韧性钢板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108754344B
CN108754344B CN201810708243.9A CN201810708243A CN108754344B CN 108754344 B CN108754344 B CN 108754344B CN 201810708243 A CN201810708243 A CN 201810708243A CN 108754344 B CN108754344 B CN 108754344B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
steel
hardness
equal
less
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.)
Active
Application number
CN201810708243.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108754344A (zh
Inventor
沈学如
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.)
Aoyang Group
Original Assignee
Aoyang Group
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 Aoyang Group filed Critical Aoyang Group
Priority to CN201810708243.9A priority Critical patent/CN108754344B/zh
Publication of CN108754344A publication Critical patent/CN108754344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108754344B publication Critical patent/CN108754344B/zh
Active 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • 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
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing 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
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

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

本发明公开了一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明还公开了上述钢板的制备方法，包括：(1)按照以上质量百分比进行配料，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。本发明中的钢板综合力学性能优良，冲击韧性良好，耐磨性能稳定。

Description

一种高硬度高韧性钢板及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢板材料技术领域，特别是涉及一种高硬度高韧性钢板及其制备方法。
背景技术
高锰钢因具有一定的强度、高的韧性和优异的加工硬化性能而成为应用广泛的一类耐磨钢。高锰钢包括了Mnl3、Mnl7和Mn25系列耐磨钢，中锰钢通常是指Mn7系列耐磨钢。其中Mn13系列耐磨钢是历史最久，应用最广泛的耐磨钢。
虽然高锰钢仍在工业上应用广泛，但使用者逐渐认识到高锰钢的局限性，并逐步改进为强化高锰钢，目前，高锰钢需在大的冲击功条件下才能很好地发挥加工硬化作用，且高锰钢失效形式多样，表面的加工硬化层脆性较大，易开裂和剥落，应用范围受到限制；高铬铸铁硬度较高，具有优异的耐磨性，但生产成本高，易产生高温热处理变形开裂，不易在结构复杂或大型球磨机上使用。
为此，有必要针对上述问题，提出一种高硬度高韧性钢板及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度高韧性钢板及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。
优选的，所述硫、磷、氢的含量满足0.050％≤硫+磷+氢≤0.10％。
优选的，所述硅的含量为0.10～0.25％。
优选的，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.50～0.70％，锰为9.0～10.0％，钛为1.5～2.0％，硅小于或等于0.20％，硫小于或等于0.025％，磷小于或等于0.025％，氢小于或等于0.010％，铜为0.080～0.12％，稀土元素为0.050～0.10％，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明还提供一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的钢板综合力学性能优良，冲击韧性良好，耐磨性能稳定。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。
本发明还公开一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
下述以具体地实施例进行说明，以制备本发明中的高硬度高韧性钢板。
实施例1
按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40％，锰为8.0％，钛为1.0％，硅为0％，硫为0％，磷为0％，氢为0％，铜为0.050％，稀土元素为0.020％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。
一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40％，锰为8.0％，钛为1.0％，硅为0％，硫为0％，磷为0％，氢为0％，铜为0.050％，稀土元素为0.020％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在800℃的温度下预热30min，再于1100℃的温度下加热40min，保温2h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
实施例2
按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.50％，锰为9.0％，钛为1.5％，硅为0.10％，硫为0.015％，磷为0.015％，氢为0.0050％，铜为0.080％，稀土元素为0.050％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。
一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.50％，锰为9.0％，钛为1.5％，硅为0.10％，硫为0.015％，磷为0.015％，氢为0.0050％，铜为0.080％，稀土元素为0.050％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在850℃的温度下预热35min，再于1150℃的温度下加热45min，保温2.5h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
实施例3
按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.70％，锰为10.0％，钛为2.0％，硅为0.20％，硫为0.025％，磷为0.025％，氢为0.010％，铜为0.12％，稀土元素为0.10％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。
一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.70％，锰为10.0％，钛为2.0％，硅为0.20％，硫为0.025％，磷为0.025％，氢为0.010％，铜为0.12％，稀土元素为0.10％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在850℃的温度下预热35min，再于1150℃的温度下加热45min，保温2.5h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
实施例4
按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.80％，锰为11.0％，钛为2.5％，硅为0.30％，硫为0.050％，磷为0.050％，氢为0.020％，铜为0.15％，稀土元素为0.15％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。
一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.80％，锰为11.0％，钛为2.5％，硅为0.30％，硫为0.050％，磷为0.050％，氢为0.020％，铜为0.15％，稀土元素为0.15％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在900℃的温度下预热40min，再于1200℃的温度下加热50min，保温3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
表1实施例1～4中钢板的力学性能
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
布氏硬度(HBW) 575 602 590 580
-40℃低温冲击(J) 42 53 50 45
由上表1可以看出，本发明中的钢板的布氏硬度大于或等于575HBW，-40℃低温冲击功大于40J，可见本发明中的钢板冲击韧性良好，耐磨性能稳定，因此具有优良的综合力学性能。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (1)

1.一种高硬度高韧性钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.50％，锰为9.0％，钛为1.5％，硅为0.10％，硫为0.015％，磷为0.015％，氢为0.0050％，铜为0.080％，稀土元素为0.050％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；
(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；
(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。
CN201810708243.9A 2018-07-02 2018-07-02 一种高硬度高韧性钢板及其制备方法 Active CN108754344B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810708243.9A CN108754344B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 一种高硬度高韧性钢板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810708243.9A CN108754344B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 一种高硬度高韧性钢板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108754344A CN108754344A (zh) 2018-11-06
CN108754344B true CN108754344B (zh) 2020-08-11

Family

ID=63975613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810708243.9A Active CN108754344B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 一种高硬度高韧性钢板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108754344B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246049A (ja) * 1995-03-06 1996-09-24 Sumitomo Metal Ind Ltd 超微細組織からなる鋼材の製造方法
CN101505910A (zh) * 2006-08-09 2009-08-12 Ing商事株式会社 铁基耐蚀耐磨损性合金以及用于获得该合金的堆焊材料
JP4324072B2 (ja) * 2004-10-21 2009-09-02 新日本製鐵株式会社 延性に優れた軽量高強度鋼とその製造方法
CN102634728A (zh) * 2012-04-28 2012-08-15 首钢贵阳特殊钢有限责任公司 一种Fe-Mn-C系高锰钢的小方坯连铸生产工艺
CN105874091A (zh) * 2014-01-06 2016-08-17 新日铁住金株式会社 热成形构件及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246049A (ja) * 1995-03-06 1996-09-24 Sumitomo Metal Ind Ltd 超微細組織からなる鋼材の製造方法
JP4324072B2 (ja) * 2004-10-21 2009-09-02 新日本製鐵株式会社 延性に優れた軽量高強度鋼とその製造方法
CN101505910A (zh) * 2006-08-09 2009-08-12 Ing商事株式会社 铁基耐蚀耐磨损性合金以及用于获得该合金的堆焊材料
CN102634728A (zh) * 2012-04-28 2012-08-15 首钢贵阳特殊钢有限责任公司 一种Fe-Mn-C系高锰钢的小方坯连铸生产工艺
CN105874091A (zh) * 2014-01-06 2016-08-17 新日铁住金株式会社 热成形构件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108754344A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101935809B (zh) 高性能稀土双相不锈钢合金材料及其制备方法
CN109811252B (zh) 一种高强度马氏体不锈钢及其制造工艺
WO2023061185A1 (zh) 一种耐低温高强度滚珠丝杠用球化退火钢及其制造方法
CN106399858B (zh) 一种低密度Ti3Al增强超高强度钢及其制备方法
CN114411043B (zh) 一种大型热锻热作模具钢的制备方法
CN104962828A (zh) 大厚度SA738GrA钢板及其生产方法
CN108796391B (zh) 一种具有优良塑韧性和抗鳞爆性的搪玻璃用钢及其制造方法
JP2021188116A (ja) 高炭素軸受鋼及びその製造方法
CN104745954A (zh) 一种合金钢及其制作方法
CN103911556A (zh) 一种热作模具钢材料及其制备方法
CN104498834A (zh) 一种高韧性超高强度钢的成分及其制备工艺
CN103540859B (zh) 一种高耐热不锈钢咖啡壶材料及其制备方法
CN108728728B (zh) 一种具有极低屈强比的高锰钢及其制造方法
CN106399840A (zh) 低成本低屈强比调质型q690e钢板及生产方法
CN111519093A (zh) 一种耐低温高强度马氏体不锈钢锻件材料
CN110184534B (zh) 一种100～150mm厚具有优异模焊处理后性能的特厚钢板及其生产方法
CN111041329B (zh) 一种海洋工程用高强高韧性钢板及其生产方法
CN108754344B (zh) 一种高硬度高韧性钢板及其制备方法
CN110846593A (zh) 一种中高温锅炉和压力容器钢板的生产方法
JP2017115238A (ja) 曲げ加工性に優れた高強度冷延鋼板及びその製造方法
CN106555109A (zh) 兼具低温冲击性能nm550钢板及其生产方法
CN102181787B (zh) 制备和热处理热强耐蚀钢的方法
CN111647797B (zh) 一种高速工具钢及其钢热处理方法
CN110923544A (zh) 一种低成本特厚耐磨型海洋平台齿条用钢板及其生产方法
CN115627423B (zh) 一种1600MPa级的热轧卷板及其生产方法

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