CN109266814A - 一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法 - Google Patents

一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109266814A
CN109266814A CN201811336402.3A CN201811336402A CN109266814A CN 109266814 A CN109266814 A CN 109266814A CN 201811336402 A CN201811336402 A CN 201811336402A CN 109266814 A CN109266814 A CN 109266814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zinc
steel
temperature
special steel
wear
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.)
Pending
Application number
CN201811336402.3A
Other languages
English (en)
Inventor
柴剑
诸葛飞虎
巢玉琴
朱红义
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.)
Danyang Shuguang Special Steel Co Ltd
Original Assignee
Danyang Shuguang Special Steel Co Ltd
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 Danyang Shuguang Special Steel Co Ltd filed Critical Danyang Shuguang Special Steel Co Ltd
Priority to CN201811336402.3A priority Critical patent/CN109266814A/zh
Publication of CN109266814A publication Critical patent/CN109266814A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • 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
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C18/00—Alloys based on zinc
    • 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
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • 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
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium 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
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium 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
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种耐磨抗腐蚀型特种钢，包括特种钢及其表面的镀层，所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.33％～0.40％、Si：0.2％～0.4％、Mn：0.80％～1.00％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.2～0.4％，Nb：0.015％～0.03％、B：0.0005～0.0022％、Ti：0.10％～0.20％、Als：0.015％～0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述特种钢中的杂质元素控制：P≤0.015％,S≤0.005％，[N]≤0.0040％，[O]≤0.0020％；所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.2～0.25％、镁：0.5～0.6％、铈：0.02～0.03％、镧：0.02～0.03％、锑：＜0.02％，余量为锌。本发明生产工艺简单，不需专用复合设备，残余应力低，不易发生裂纹，成分简单常用，成本低廉，同时提升了钢板的耐腐蚀性和耐磨性能，而且不易发生镀层剥落。

Description

一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体为一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法。
背景技术
近年来，低、中合金耐磨钢由于生产工艺较简单，较好的耐磨性和经济性的特点，获得了较快的发展，这种类型耐磨钢主要通过淬火或淬火加低温回火热处理的工艺获得低碳马氏体或其低温回火态组织，保证了钢板具有良好的耐磨性能，成分设计上一般通过一定的碳含量保证钢板的淬硬性，同时加入适量的铬、钼、镍、钒、钨、硼等合金元素提高耐磨钢的淬透性和韧性等综合力学性能。低中合金耐磨钢的一个明显缺点是在大于250摄氏度的环境下使用时钢板的强、硬度均会有大幅下降，常见的硬度HB400的普通耐磨钢板NM400加热到500摄氏度时的硬度仅为HB290，硬度的下降会显著降低其耐磨性和使用寿命，影响了低中合金耐磨钢板在高温环境下的推广和应用。
耐热耐磨钢板可广泛应用于冶金、电力、矿山、建材等工业部门,用于高温耐热输送管道、耐热衬板、高温风机等设备的制作,这些零部件长期在250～500摄氏度的较高温环境下使用,要求材料具有良好的耐高温磨料磨损能力，以缩短检修时间，延长工作寿命。
现有耐热耐磨钢板的生产存在以下不足：
1、碳及Ni，W、Mo等合金含量高，成本高且无法进行连铸生产；
2、需采用双金属铸造、真空复合或堆焊等特定的生产方法生产，工艺复杂，需专用生产装备，质量不易保证；
3、钢板淬火后残余内应力，容易发生裂纹；
4、高温回火后硬度下降，不具有耐热耐磨性能。
5、不具有良好的耐腐蚀性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种耐磨抗腐蚀型特种钢，包括特种钢及其表面的镀层；
所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.33％～0.40％、Si：0.2％～0.4％、Mn：0.80％～1.00％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.2～0.4％，Nb：0.015％～0.03％、B：0.0005～0.0022％、Ti：0.10％～0.20％、Als：0.015％～0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质；
所述特种钢中的杂质元素控制：P≤0.015％,S≤0.005％，[N]≤0.0040％，[O]≤0.0020％；
所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.2～0.25％、镁：0.5～0.6％、铈：0.02～0.03％、镧：0.02～0.03％、锑：＜0.02％，余量为锌；
所述特种钢的加工方法包括：铁水预处理—转炉冶炼—精炼—真空脱气—微Ti处理—B合金化—连铸—堆垛缓冷—带温清理—板坯加热—轧制—在线淬火—堆垛缓冷—镀层加热—光整—镀锌—检验入库；具体步骤如下：
步骤一、转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；
步骤二、进行精炼处理，并进行微合金化，控制钢中杂质含量在上述成分范围；精炼时要控制钢水[N]≤0.0040％，[O]≤0.0020％，加Ti微合金化；
步骤三、连铸采用电磁搅拌，减少元素偏析；
步骤四、连铸后需堆垛缓冷不小于72小时；
步骤五、缓冷后进行板坯带温清理时板坯温度要控制在100～200℃；
步骤六、轧前加热温度1200℃～1250℃，加热时间需控制在1.5-2分/厘米；轧制时采用两阶段控轧，第一阶段轧制开轧温度控制在1050～1100℃，终轧温度控制在980～1050℃；第二阶段轧制开始温度控制在不大于930℃；终轧温度控制在810～850℃；
步骤六、在线淬火入水温度780～840℃，冷却速度不小于10℃/S，返红温度为150～250℃，轧后下线堆垛或进槽缓冷，利用余温进行自回火，时间不小于24小时；
步骤七、将锌锭放入锌锅中进行加热融化；
步骤八、放入镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土，融化后取样，对样品进行光谱分析，测定各化学成分，然后根据各成分的实际含量进行锌锭、镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土的继续添加，搅拌均匀，然后进行样品的光谱分析，直到符合组分的含量要求；
步骤九、对步骤六中制得的钢板进行光整，然后正面进行钝化处理；
步骤十、进行钢板的镀锌：锌锅温度保持460-475℃，入锅前进行钢板的预热，镀锌后进行退火。
进一步的，所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.40％、Si：0.3％、Mn：0.80％、Cr：0.5％、Mo：0.2％，Nb：0.02％、B：0.0005％、Ti：0.20％、Als：0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.22％、镁：0.55％、铈：0.025％、镧：0.025％、锑：＜0.02％，余量为锌。
进一步的，所述稀土包括铈稀土和镧稀土。
进一步的，所述钝化处理采用铬酸钝化处理。
进一步的，所述钢板的预热温度为465~525℃，退火时钢板温度为675-725℃。
本发明所述特种钢各化学成分及含量的作用机理是：
C：为了保证钢板高的表面硬度和厚钢板水冷时的淬透性需要相当的碳含量做保证，在一定范围内钢的硬度随碳含量的增加而相应的增加，同时一定的碳含量可以和Nb、Ti、Cr、Mo等形成碳化物析出，增加高温时的耐磨性。碳含量过高则塑性韧性降低焊接性能下降，为了保证钢板的高温硬度及焊接性能，因此本发明中C含量控制在0.33～0.40％。
Si：主要作用是固溶强化和脱氧，是非碳化物形成元素，固溶在铁素体和奥氏体中提高强度和高温回火后的硬度。但Si与氧的亲和力比铁强，焊接时容易产生低熔点的硅酸盐，含量较多时会使焊接性能下降，同时影响韧性，因此本发明中Si含量控制在0.2～0.4％。
Mn：主要作用是固溶强化，含量大于0.8％时可以提高淬透性，提高马氏体中碳的过饱和度，有利于强度和硬度的提高，且成本低廉，但含量高于1.0时易形成中心偏析，碳含量较高时，会使板坯中心有易发裂纹的倾向；因此本发明中Mn含量控制在0.8％～1.0％；
Nb：是强碳和氮化合物形成元素，主要作用是通过在钢中形成细小碳氮化物抑制加热时晶粒长大，空冷时又具有一定的析出强化的作用；Nb加入钢中，通过抑制奥氏体晶粒界面运动，从而提高钢板的再结晶温度。钢板中加入适量的Nb，高温奥氏体化时，未溶解的NbC起到钉轧奥氏体晶界的作用，从而阻碍奥氏体晶界过分粗化。溶解在奥氏体中的Nb在两阶段轧制过程中抑制奥氏体再结晶，细化奥氏体晶粒。但Nb含量过高，则会形成粗大的NbC，影响钢板的力学性能。因此，本发明中Nb的加入量为0.0l5～0.03％。
Ti：本专利的重点添加元素。与其它合金元素相比，价格便宜，可以与氮、碳和硫形成化合物，其碳化物TiC颗粒细小且具有极高的硬度，最高硬度可达到3200HV，添加大于0.1％的钛时，这些碳化物弥散分布在钢板的基体中能够有效的提高钢板的常温和高温耐磨性。另外钢中形成细小钛的碳氮化物能有效抑制加热时晶粒的长大，钛与氮的化合物形成温度较高，碳化铌的析出温度较氮化钛和碳化钛低，因此本专利添加足够多的钛和碳，可以使铌主要与碳化合，同时可以阻止钢中的游离N与B形成化合物，提高酸溶硼收得率充分发挥B提高淬透性的作用，但含量过高时(大于0.2％)时会钢中会形成过多的粗大的TiN,降低钢板的低温韧性和疲劳性能，因此本发明中Ti的加入量控制在0.10％～0.20％且对控制[N]≤0.0040％，避免过多TiN的形成。
Mo、Cr：主要作用是降低临界冷却速度，提高钢板的淬透性，形成完全细小的马氏体组织。铬、钼是强碳化物形成元素，在钢中可形成多种碳化物，提高钢板的强度和高温回火后的硬度。钢中加入一定的Cr、Mo元素增加了钢板过冷奥氏体的稳定性，推迟了珠光体和贝氏体转变，使C曲线右移，淬透性提高，保证厚规格钢板的心部回火硬度可达到400HB以上。Mo含量大于0.2％，Cr含量大于0.5％时效果明显，Mo、Cr含量随厚度增加而适当增加，但Mo价格昂贵，Mo、Cr过多加入，还会使焊接性降低，因此本发明控制Cr：0.5～0.7％、Mo：0.2～0.4％。
B：钢中加入微量的硼可极大的提高淬火淬透性，由于硼的加入量很小，且在钢液中与氧、氮有较强的亲和力，很容易与其发生化合反应，从而失去提高淬透性的作用。因此冶炼时加硼之前应尽量降低钢水中氧和氮的含量，但B含量过多时(≥0.0025％)易在晶界处富集，会降低晶界结合能，使钢板在受到冲击载荷时更倾向于沿晶断裂，降低钢板的低温冲击吸收功。因此，本发明中B的加入量为0.0005～0.0022％，且[N]≤0.0040％，[O]≤0.0020％。
Als：在钢中的主要作用是脱氧，细化钢板的晶粒，降低钢板回火脆性，固定钢中自由N，改善焊接热影响区的韧性，Als加入量大于0.015％，效果明显，但是加入过多的Als(大于0.045％)会在钢中形成大量弥散的氧化物夹杂，损害钢板的低温韧性，因此钢中Als的加入量控制在0.015～0.045％。
P、S：都为钢中的有害元素。磷在钢中容易造成偏析，S在钢中容易形成MnS夹杂物带，都对钢板的机械性能和焊接性能具有巨大的损害，理论上二种元素越低越好，但考虑到炼钢成本及可操作性，将有害元素控制在：P≤0.015％,S≤0.005％。
镁是一种有延展性的二价金属元素，在空气中易被氧化，生成氧化镁。实验证明，镀液成分中的铝、镁含量愈高，产品的耐腐蚀性愈好，但是镁含量过高会影响镀层的其他性能，比如，镁含量在1%以下时，锌液流动性较好，镀层表面光亮，而且平整；镁含量在1-3%时，镀层表面灰暗，而且不光滑；镁含量＞4%时，容易产生漏镀现象。
因此，当铝、镁含量较高时，生产工艺比较复杂，需要调整具体的生产工艺，而且为抑制热镀浴中镁的氧化反应，需要采取溶剂保护法或惰性气体保护法生产。另外，通过在镀液中添加合适的稀土元素，可以提高镀层的耐蚀性能，并阻隔镁的高温氧化。
另外，铈是一种银灰色的活泼金属，是稀土元素中丰度最高的，镧在稀土元素中含量仅次于铈，铈和镧可以防止镁的氧化，在熔融金属表面形成一层覆盖层。
一般低中合金高强度耐磨钢板采用离线淬火加低温回火的工艺生产，本发明钢板的特点是不需进行离线淬火及回火热处理，钢板轧制后在线淬火配合余温回火，钢板轧态性能即达到超高的强度和硬度。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、以低成本的Ti、B复合为主要强硬化手段，复合添加其它常用合金元素，成分简单，合金含量相对较低；
2、具有很高的常温硬度和高温耐磨性能，钢板在不大于500℃回火后表面硬度仍大于HB400，可在中等耐热耐磨工况下使用；
3、采用在线淬火余温回火的生产工艺，不需离线热处理；降低了生产成本，提高了生产效率，还可保证钢板水冷后不开裂；
4、生产工艺简单，不需专用热处理设备；
5、特种钢表面的镀层，优化了镀层中铝、镁、铈、镧和锑元素的含量，提升了热镀锌铝镁合金钢板的耐腐蚀性，而且不易发生镀层剥落，镀层表面硬度高，耐摩抗腐蚀效果好，能够适应复杂的使用环境，生产过程对锌锅温度要求明确，各元素控制精度高，并进行退火，提升了镀层与钢板的结合。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐磨抗腐蚀型特种钢，包括特种钢及其表面的镀层；所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.33％:、Si：0.2％、Mn：0.80％、Cr：0.5％、Mo：0.2％，Nb：0.015％％、B：0.0022％、Ti：0.20％、Als：0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述特种钢中的杂质元素控制：P:0.01％,S:0.004％，[N]:0.0023％，[O]:0.0012％；所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.22％、镁：0.55％、铈：0.025％、镧：0.025％、锑：0.015％，余量为锌。
所述特种钢的加工方法包括：铁水预处理—转炉冶炼—精炼—真空脱气—微Ti处理—B合金化—连铸—堆垛缓冷—带温清理—板坯加热—轧制—在线淬火—堆垛缓冷—镀层加热—光整—镀锌—检验入库；具体步骤如下：
步骤一、转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；
步骤二、进行精炼处理，并进行微合金化，控制钢中杂质含量在上述成分范围；精炼时要控制钢水[N]：0.0040％，[O]：0.0015％，加Ti微合金化；
步骤三、连铸采用电磁搅拌，减少元素偏析；
步骤四、连铸后需堆垛缓冷75小时；
步骤五、缓冷后进行板坯带温清理时板坯温度要控制在150℃；
步骤六、轧前加热温度1200℃，加热时间需控制在1.5分/厘米；轧制时采用两阶段控轧，第一阶段轧制开轧温度控制在1050℃，终轧温度控制在980℃；第二阶段轧制开始温度控制在900℃；终轧温度控制在810℃；
步骤六、在线淬火入水温度780℃，冷却速度不小于10℃/S，返红温度为250℃，轧后下线堆垛或进槽缓冷，利用余温进行自回火，时间25小时；
步骤七、将锌锭放入锌锅中进行加热融化；
步骤八、放入镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土，融化后取样，对样品进行光谱分析，测定各化学成分，然后根据各成分的实际含量进行锌锭、镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土的继续添加，搅拌均匀，然后进行样品的光谱分析，直到符合组分的含量要求；
步骤九、对步骤六中制得的钢板进行光整，然后正面进行钝化处理；
步骤十、进行钢板的镀锌：锌锅温度保持460℃，入锅前进行钢板的预热，镀锌后进行退火。
实施例2：
一种耐磨抗腐蚀型特种钢，包括特种钢及其表面的镀层；
所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.40％、Si：0.2％、Mn：0.80％、Cr：0.5％、Mo：0.4％，Nb：0.03％、B：0.0005％、Ti：0.10％、Als：0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述特种钢中的杂质元素控制：P：0.015％,S：0.003％，[N]：0.0025％，[O]：0.0020％；所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.25％、镁：0.6％、铈：0.02％、镧：0.02％、锑：0.013％，余量为锌。
所述特种钢的加工方法包括：铁水预处理—转炉冶炼—精炼—真空脱气—微Ti处理—B合金化—连铸—堆垛缓冷—带温清理—板坯加热—轧制—在线淬火—堆垛缓冷—镀层加热—光整—镀锌—检验入库；具体步骤如下：
步骤一、转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；
步骤二、进行精炼处理，并进行微合金化，控制钢中杂质含量在上述成分范围；精炼时要控制钢水[N]：0.0040％，[O]：0.0020％，加Ti微合金化；
步骤三、连铸采用电磁搅拌，减少元素偏析；
步骤四、连铸后需堆垛缓冷83小时；
步骤五、缓冷后进行板坯带温清理时板坯温度要控制在200℃；
步骤六、轧前加热温度1250℃，加热时间需控制在2分/厘米；轧制时采用两阶段控轧，第一阶段轧制开轧温度控制在1100℃，终轧温度控制在1050℃；第二阶段轧制开始温度控制在820℃；终轧温度控制在850℃；
步骤六、在线淬火入水温度840℃，冷却速度不小于10℃/S，返红温度为250℃，轧后下线堆垛或进槽缓冷，利用余温进行自回火，时间27小时；
步骤七、将锌锭放入锌锅中进行加热融化；
步骤八、放入镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土，融化后取样，对样品进行光谱分析，测定各化学成分，然后根据各成分的实际含量进行锌锭、镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土的继续添加，搅拌均匀，然后进行样品的光谱分析，直到符合组分的含量要求；
步骤九、对步骤六中制得的钢板进行光整，然后正面进行钝化处理；
步骤十、进行钢板的镀锌：锌锅温度保持460℃，入锅前进行钢板的预热，镀锌后进行退火。
终上所述，本发明以低成本的Ti、B复合为主要强硬化手段，复合添加其它常用合金元素，成分简单，合金含量相对较低；同时具有很高的常温硬度和高温耐磨性能，钢板在不大于500℃回火后表面硬度仍大于HB400，可在中等耐热耐磨工况下使用；另外，采用在线淬火余温回火的生产工艺，不需离线热处理，降低了生产成本，提高了生产效率，还可保证钢板水冷后不开裂，生产工艺简单，不需专用热处理设备；并且特种钢表面的镀层，优化了镀层中铝、镁、铈、镧和锑元素的含量，提升了热镀锌铝镁合金钢板的耐腐蚀性，而且不易发生镀层剥落，镀层表面硬度高，耐摩抗腐蚀效果好，能够适应复杂的使用环境，生产过程对锌锅温度要求明确，各元素控制精度高，并进行退火，提升了镀层与钢板的结合。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种耐磨抗腐蚀型特种钢，其特征在于：包括特种钢及其表面的镀层；
所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.33％～0.40％、Si：0.2％～0.4％、Mn：0.80％～1.00％、Cr：0.5～0.7％、Mo：0.2～0.4％，Nb：0.015％～0.03％、B：0.0005～0.0022％、Ti：0.10％～0.20％、Als：0.015％～0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质；
所述特种钢中的杂质元素控制：P≤0.015％,S≤0.005％，[N]≤0.0040％，[O]≤0.0020％；
所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.2～0.25％、镁：0.5～0.6％、铈：0.02～0.03％、镧：0.02～0.03％、锑：＜0.02％，余量为锌；
所述特种钢的加工方法包括：铁水预处理—转炉冶炼—精炼—真空脱气—微Ti处理—B合金化—连铸—堆垛缓冷—带温清理—板坯加热—轧制—在线淬火—堆垛缓冷—镀层加热—光整—镀锌—检验入库；具体步骤如下：
步骤一、转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；
步骤二、进行精炼处理，并进行微合金化，控制钢中杂质含量在上述成分范围；精炼时要控制钢水[N]≤0.0040％，[O]≤0.0020％，加Ti微合金化；
步骤三、连铸采用电磁搅拌，减少元素偏析；
步骤四、连铸后需堆垛缓冷不小于72小时；
步骤五、缓冷后进行板坯带温清理时板坯温度要控制在100～200℃；
步骤六、轧前加热温度1200℃～1250℃，加热时间需控制在1.5-2分/厘米；轧制时采用两阶段控轧，第一阶段轧制开轧温度控制在1050～1100℃，终轧温度控制在980～1050℃；第二阶段轧制开始温度控制在不大于930℃；终轧温度控制在810～850℃；
步骤六、在线淬火入水温度780～840℃，冷却速度不小于10℃/S，返红温度为150～250℃，轧后下线堆垛或进槽缓冷，利用余温进行自回火，时间不小于24小时；
步骤七、将锌锭放入锌锅中进行加热融化；
步骤八、放入镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土，融化后取样，对样品进行光谱分析，测定各化学成分，然后根据各成分的实际含量进行锌锭、镁锌合金锭、铝锌合金锭和稀土的继续添加，搅拌均匀，然后进行样品的光谱分析，直到符合组分的含量要求；
步骤九、对步骤六中制得的钢板进行光整，然后正面进行钝化处理；
步骤十、进行钢板的镀锌：锌锅温度保持460-475℃，入锅前进行钢板的预热，镀锌后进行退火。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨抗腐蚀型特种钢，其特征在于：所述特种钢的化学组成百分含量为：C：0.40％、Si：0.3％、Mn：0.80％、Cr：0.5％、Mo：0.2％，Nb：0.02％、B：0.0005％、Ti：0.20％、Als：0.045％，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨抗腐蚀型特种钢，其特征在于：所述镀层的化学组成百分含量为：铝：0.22％、镁：0.55％、铈：0.025％、镧：0.025％、锑：＜0.02％，余量为锌。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨抗腐蚀型特种钢，其特征在于：所述稀土包括铈稀土和镧稀土。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨抗腐蚀型特种钢，其特征在于：所述钝化处理采用铬酸钝化处理。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨抗腐蚀型特种钢，其特征在于：所述钢板的预热温度为465~525℃，退火时钢板温度为675-725℃。
CN201811336402.3A 2018-11-12 2018-11-12 一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法 Pending CN109266814A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811336402.3A CN109266814A (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811336402.3A CN109266814A (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109266814A true CN109266814A (zh) 2019-01-25

Family

ID=65192564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811336402.3A Pending CN109266814A (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109266814A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110157987A (zh) * 2019-06-18 2019-08-23 贝斯山钢(山东)钢板有限公司 一种基于nqt工艺的具有良好-40℃低温韧性的大厚度耐磨钢板及制备方法
CN110777316A (zh) * 2019-12-09 2020-02-11 晋江安能建材制造有限公司 一种稀土合金热浸镀层钢板及其生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103045981A (zh) * 2013-01-29 2013-04-17 云南科力新材料有限公司 一种含稀土和镁的热镀铝锌合金及其制备方法
CN105200337A (zh) * 2014-06-23 2015-12-30 鞍钢股份有限公司 一种高强度耐磨钢板及其生产方法
CN105506504A (zh) * 2014-09-26 2016-04-20 鞍钢股份有限公司 一种超高强度耐磨钢板及其生产方法
CN108396240A (zh) * 2017-02-08 2018-08-14 鞍钢股份有限公司 一种耐热耐磨钢板及其生产方法
CN108441796A (zh) * 2018-04-18 2018-08-24 江苏克罗德科技有限公司 一种热镀锌铝镁合金钢板及其生产工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103045981A (zh) * 2013-01-29 2013-04-17 云南科力新材料有限公司 一种含稀土和镁的热镀铝锌合金及其制备方法
CN105200337A (zh) * 2014-06-23 2015-12-30 鞍钢股份有限公司 一种高强度耐磨钢板及其生产方法
CN105506504A (zh) * 2014-09-26 2016-04-20 鞍钢股份有限公司 一种超高强度耐磨钢板及其生产方法
CN108396240A (zh) * 2017-02-08 2018-08-14 鞍钢股份有限公司 一种耐热耐磨钢板及其生产方法
CN108441796A (zh) * 2018-04-18 2018-08-24 江苏克罗德科技有限公司 一种热镀锌铝镁合金钢板及其生产工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110157987A (zh) * 2019-06-18 2019-08-23 贝斯山钢(山东)钢板有限公司 一种基于nqt工艺的具有良好-40℃低温韧性的大厚度耐磨钢板及制备方法
CN110777316A (zh) * 2019-12-09 2020-02-11 晋江安能建材制造有限公司 一种稀土合金热浸镀层钢板及其生产方法
CN110777316B (zh) * 2019-12-09 2021-11-23 福建安能新材料股份有限公司 一种稀土合金热浸镀层钢板及其生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021017520A1 (zh) 一种表面质量优良的耐磨钢及其制备方法
CN101451212B (zh) 一种高强度钢板及其制备方法
CN102560272B (zh) 一种超高强度耐磨钢板及其制造方法
CN111996441B (zh) 一种高韧性折弯性能良好的TiC增强型马氏体耐磨钢板及其制造方法
CN107937803B (zh) 一种具有低温冲击韧性耐磨钢板及其制备方法
CN105483539B (zh) 一种超硬粒子增强型奥氏体耐磨钢板及其制造方法
CN108396240A (zh) 一种耐热耐磨钢板及其生产方法
CN105385951A (zh) 兼具高硬度高韧性的nm500耐磨钢板及其生产方法
CN109023119A (zh) 一种具有优异塑韧性的耐磨钢及其制造方法
AU2013302197A1 (en) Method for producing molten steel having high wear resistance and steel having said characteristics
CN110499474A (zh) 耐高温400hb耐磨钢板及其生产方法
AU2020467306A1 (en) Thick low-carbon-equivalent high-toughness wear-resistant steel plate and manufacturing method therefor
CN107723601A (zh) 一种残余应力为50‑100MPa的耐磨钢板及其制备方法
CN109778068A (zh) 铌钒复合强化的耐磨铸钢及其制备方法
CN106756565A (zh) Hb500级非调质耐磨钢板及其制造方法
CN107675090B (zh) 一种布氏硬度650hbw级别高耐磨性钢板及其制备方法
CN114686762B (zh) 布氏硬度500hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN111850399A (zh) 具有良好耐磨性耐蚀塑料模具钢及其制备方法
CN107287506A (zh) 一种650MPa级中温中压锅炉钢板及其生产方法
CN114934156A (zh) 布氏硬度450hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN109266814A (zh) 一种耐磨抗腐蚀型特种钢及其加工方法
WO2019029533A1 (zh) 铸钢、铸钢的制备方法及其应用
WO2021208181A1 (zh) 一种低温高韧高温高强及高淬透性热模钢及制备技术
WO2023165611A1 (zh) 一种在高废钢比下冶炼的高强韧耐蚀水下采油树阀体用钢及其热处理方法和生产方法
CN109930063B (zh) 一种工程机械履带底盘轮体用钢及其生产方法

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190125

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication