CN109735776A - 一种500hb级耐磨钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种500HB级耐磨钢板及其生产方法，500HB级耐磨钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.27～0.37%、Si：0.15～0.35%、Mn：1.51～1.56%、P≤0.015%、S≤0.015%、Cr：1.51～1.60%、Al：0.015～0.045%、B：0.0008～0.0035%、Ti：0.018～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序。本发明采用在线淬火+离线回火工艺，缩短了生产流程，节约了能源，提高了效率；同时保留了轧制钢中的位错和缺陷，遗传了轧后细小晶粒，进一步提高了耐磨钢的强度和硬度。
Description
技术领域
本发明属于耐磨钢技术领域，具体涉及一种500HB级耐磨钢板及其生产方法。
背景技术
磨损是材料失效的主要形式。统计表明，80%的材料消耗是由于磨损造成的，这其中磨料磨损导致的消耗约占全部的50%。我国每年磨料磨损消耗的钢铁耐磨铸件超过350万吨。磨损不仅消耗材料，造成经济的重大损失，而且严重増加设备维修频次，大幅降低生产效率，限制现代工业的发展。因此，为了减少材料磨损，研发新型耐磨材料具有重要意义。
低合金耐磨钢合金成本低、可加工性能好、生产方便灵活，通过调整化学成分和热处理工艺，可获得不同类型显微组织，能够在较宽温度范围内合理控制硬度和初性的匹配，提高耐磨性能，满足不同磨损工况的需要。因此，该类钢种己经在中、低应力磨损工况下逐渐替代传统的高猛钢耐磨钢种，广泛应用于矿山、建材、电力、煤炭、机械和冶金等众多行业。
传统生产耐磨钢方法为转炉、精炼、铸造、加热、轧制、离线淬火+离线回火，生产流程长，效率低下。采用在线淬火+离线回火工艺，避免了传统离线淬火工艺中的再加热过程，缩短了生产流程，节约了能源，提高了生产效率，同时采用在线淬火+离线回火工艺，保留了轧制钢中的位错和缺陷，遗传了轧后细小晶粒，进一步提高了耐磨钢的强度和硬度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种500HB级耐磨钢板及其生产方法。该发明钢板化学成分设计合理，采用在线淬火+离线回火工艺，避免了传统离线淬火+离线回火工艺中的再加热过程，缩短了生产流程，节约了能源，提高了生产效率，产品性能优良。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种500HB级耐磨钢板，所述500HB级耐磨钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.27～0.37%、Si：0.15～0.35%、Mn：1.51～1.56%、P≤0.015%、S≤0.015%、Cr：1.51～1.60%、Al：0.015～0.045%、B：0.0008～0.0035%、Ti：0.018～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述500HB级耐磨钢板厚度为10～50mm，硬度470～550HB。
本发明还提供了一种500HB级耐磨钢板的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序；所述加热工序，加热温度1150～1260℃；所述轧制工序，开轧温度1000～1150℃，轧后在线淬火；所述在线淬火工序，轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度840～950℃，终冷温度≤200℃，冷却速率≥25℃/s，然后空冷至室温；所述离线回火工序，回火温度300～500℃。
本发明所述在线淬火工序，淬火开冷温度优选870～930℃，终冷温度优选≤150℃。
本发明所述离线回火工序，回火温度优选350～450℃，提高钢板硬度均匀性。
本发明所述加热工序，加热温度优选1160～1200℃；以防奥氏体晶粒粗大及钢坯表面严重氧化。
本发明所述轧制工序，开轧温度优选1050～1100℃；适当的低温开轧有利于晶粒细化，改善钢板性能。
本发明500HB级耐磨钢板产品标准参考GB/T 24186-2009；产品性能检测方法标准参考GB/T 231.1。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明耐磨钢成分设计不含镍、钼、钴等价格较高合金元素，而是采用成本较低的硅、锰、铬等元素，原材料来源丰富，生产成本低廉，在保证钢板硬度的同时改善了钢板耐磨性。2、本发明开始轧制前的加热温度高，合金固溶充分，淬透性高，在保证性能的前提下节约合金，降低碳当量。3、本发明采用在线淬火+离线回火工艺，在线淬火是利用轧后余热进行淬火，避免了传统离线淬火工艺中的再加热过程，缩短了生产流程，节约了能源，提高了生产效率；同时采用在线淬火+离线回火工艺，保留了轧制钢中的位错和缺陷，遗传了轧后细小晶粒，耐磨钢板的硬度可达470～550HB。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为12mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1200℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1055℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度890℃，终冷温度110℃，冷却速率26℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为350℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度532HB。
实施例2
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1190℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1050℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度900℃，终冷温度150℃，冷却速率25℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为360℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度516HB。
实施例3
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为25mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1200℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1070℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度880℃，终冷温度100℃，冷却速率26℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为350℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度523HB。
实施例4
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为30mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1180℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1060℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度930℃，终冷温度100℃，冷却速率29℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为450℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度545HB。
实施例5
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为45mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1160℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1055℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度900℃，终冷温度90℃，冷却速率30℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为390℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度550HB。
实施例6
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为35mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1180℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1100℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度870℃，终冷温度80℃，冷却速率29℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为410℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度541HB。
实施例7
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为40mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1260℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1150℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度950℃，终冷温度200℃，冷却速率30℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为500℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度484HB。
实施例8
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为10mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1150℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1000℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度840℃，终冷温度160℃，冷却速率25℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为300℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度475HB。
实施例9
本实施例500HB级耐磨钢板的厚度为50mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例500HB级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）加热工序：化学成分经转炉冶炼、精炼后浇铸成连铸坯；连铸坯加热温度为1245℃；
（2）轧制工序：开轧温度为1025℃；
（3）在线淬火工序：轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度862℃，终冷温度180℃，冷却速率27℃/s，然后空冷至室温；
（4）离线回火工序：回火温度为480℃。
本实施例500HB级耐磨钢板平均硬度470HB。
实施例1-9中500HB级耐磨钢板的化学成分组成及其质量百分含量（%）
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种500HB级耐磨钢板，其特征在于，所述500HB级耐磨钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.27～0.37%、Si：0.15～0.35%、Mn：1.51～1.56%、P≤0.015%、S≤0.015%、Cr：1.51～1.60%、Al：0.015～0.045%、B：0.0008～0.0035%、Ti：0.018～0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种500HB级耐磨钢板，其特征在于，所述500HB级耐磨钢板厚度为10～50mm，硬度470～550HB。
3.基于权利要求1或2所述的一种500HB级耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、在线淬火和离线回火工序；所述加热工序，加热温度1150～1260℃；所述轧制工序，开轧温度1000～1150℃，轧后在线淬火；所述在线淬火工序，轧制后的钢板直接采用UFC冷却设备在线淬火，淬火开冷温度840～950℃，终冷温度≤200℃，冷却速率≥25℃/s，然后空冷至室温；所述离线回火工序，回火温度300～500℃。
4.根据权利要求3所述的一种500HB级耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述在线淬火工序，淬火开冷温度优选870～930℃，终冷温度优选≤150℃。
5.根据权利要求3所述的一种500HB级耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述离线回火工序，回火温度优选350～450℃。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种500HB级耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，加热温度优选1160～1200℃。
7.根据权利要求3-5任意一项所述的一种500HB级耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，开轧温度优选1050～1100℃。
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