CN109913751A - 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 - Google Patents

Abstract

本发明提供了适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，以质量分数计，其组成为：C为0.4～0.8％，Si为1.4～2.5％，Mn为0.7～1.6％，Cr为1.5～2.5％，Mo为0.2～0.7％，Nb为0.01～0.05％，Cu为0.1～0.5％，Ni为0.1～0.5％，Al为0～0.03％，RE为0.01～0.2％，N为0.008～0.015％，P≤0.015％，S≤0.01％，O≤0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质。还提供了制备方法：将经熔炼锻造或轧制成的厚板进行球化退火和热处理，得到的耐磨钢包含纳米级或亚微米级的无碳化物贝氏体和薄膜状奥氏体、以及少量的块状奥氏体。

Description

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

技术领域

本发明属于耐磨钢技术领域，尤其涉及一种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。

背景技术

半自磨机在实际使用过程中，为了提高工作效率，筒体的直径逐渐增大，大型半自磨机的直径已经超过12m。大型半自磨机衬板在工作时受到钢球及矿料的强烈反复冲击、磨剥作用、矿浆的腐蚀以及磨损和腐蚀的交互作用，从而造成衬板表面材料的不断迁移，加速衬板的磨损，甚至有时会造成衬板断裂失效，尤其是筒体衬板损坏更严重。据目前统计，半自磨机衬板有效寿命多为3～4个月，是大型半自磨机中主要易损件，年消耗量极大。从材料的角度分析，衬板失效的原因主要有：一是铸造成型的衬板内部铸造缺陷如缩孔、疏松、夹杂、裂纹等部位容易产生应力集中，从而冲击韧性较低，容易发生断裂，二是衬板的硬度和耐磨性不够，磨损消耗大。所以需要开发新型适合此工况的耐磨材料，保证材料的高韧性，同时具有高得硬度和耐磨性。

目前球磨机和小型半自磨机使用的耐磨材料高锰钢韧性虽好，但是屈服强度低，衬板在使用过程中受强烈冲击时易发生塑性变形，以致维修拆卸非常困难；高硬度的耐磨铸铁(如高铬铸铁、CADI等)硬度高，耐磨性好，但是冲击韧性低，在较大的冲击载荷下由于韧性不足而易出现断裂。所以高锰钢、高铬铸铁、CADI等耐磨材料不适用于大型半自磨机衬板。目前大型半自磨机多采用低合金钢。

中国专利CN104087845A公开了一种矿山专用低合金衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C 0.38～0.48％，Si 1.30～1.80％，Mn 0.80～1.2％，Sc0.20～0.60％，Cr1.80～2.20％，Lu<0.5％,S<0.04％,P<0.04％,余量为铁。该发明低合金衬板具有较好的韧性，又具有较高的硬度，在冲击载荷下得到变形硬化，同时通过金相组织调整，可以在较大范围内控制其硬度和韧性的匹配关系。

中国发明专利CN103667935A(2014.03.26)公开了一种用于矿山球磨机衬板的高强高韧性材料，包括以下重量百分比的化学成分：C 0.30～0.50％，Si 0.30～1.50％，Mn0.50～1.5％，Cr 0.80～4.0％，S<0.1％，P<0.1％，B 0.08～1.20％，Ti 0.06～0.80％，V0.02～0.30％，Mo 0.09％～0.5％，Bi 0.0 5～0.2％，细化元素：0.2％～1.5％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。该发明通过，熔炼，变质处理，热处理得到材料的冲击韧性达到35～80J，抗拉强度大于1000MPa。

中国发明专利《合金组合物、半自磨机衬板及其制造方法》申请公布号CN104087862A，申请日2014.07.10，提供一种合金组合物，按重量百分比计，包括如下组分：C 0.30～0.50％，Si 0.50～0.80％，Mn 0.70～1.3％，Cr 1.5～3.0％，S<0.025％，P<0.0.025％，Mo 0.2～0.4％，Ni 0.15～0.35％，Ti 0.005～0.02％，Cu0.1～0.35％，B0.001～0.006％，La 0.02～0.07％，Al<0.03％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

以上发明均仍是采用铸造的方式生产的低合金衬板，虽然通过调整成份达到了一定的硬度及强韧性配合，但是铸件本身所固有的晶粒粗大、内部铸造缺陷多等缺点，决定其为了保证冲击韧性的要求只能在较低硬度的情况下使用，很难满足大型磨机衬板材料的耐磨性要求。

锻造或轧制生产除了能改变材料形状及尺寸外，还可以改善铸坯初始组织状态、细化晶粒、改善相组成和分布，增加材料的致密性，因而能明显提高产品性能。另外目前的低合金衬板组织多为回火马氏体或者珠光体，此类组织很难达到同时具有较高强度和塑韧性的要求。而具有贝氏体(马氏体)加奥氏体的多相组织钢可以同时具备高强度和高塑韧性的特点，所以本发明采用锻造或轧制的方式，生产贝氏体加奥氏体的复相组织高强韧性钢，以满足大型半自磨机衬板的工况使用要求。

轧制态低、中碳合金耐磨钢在硬度足够高时冲击韧性绝对优于同等硬度的各类铸铁，与先进成熟的轧制工艺结合可生产出耐磨性高、塑韧性良好、种类丰富的耐磨钢系列产品。当前，国外著名厂家生产的轧制耐磨钢板主要有：瑞典奥克隆德生产的HARDOX系列、德国迪林根的DILLIDUR系列、德国蒂森克努伯的XAR系列、日本JFE的EVERHARD系列，可供选择的钢板硬度范围在300～700HBW。这些产品其主要的理念是采用中低碳系列+复合多元微合金化的成份设计思路，外加精确控温控压下率的轧制方法，随后采用淬火+低温回火的热处理工艺方法获得超细均匀化的组织来生产超高强韧耐磨钢。但是现有的轧制类耐磨板厚度一般小于100mm，制备成大型半自磨机衬板需要多块耐磨板拼装才能达到需要的厚度，增加了制造成本，而且现有的材料受制于国外耐磨板生产商。

英国国防部(中国发明专利CN102112644A)将高碳、高硅钢在T＝0.25Tm(Tm为熔点)的低温条件下进行长达数天的等温热处理后，可获得极为细小的纳米级贝氏体组织，其由厚度仅为20～40nm的极薄贝氏体铁素体板条及其板条间富碳的薄膜状残余奥氏体组成。贝氏体铁素体板条间不是析出碳化物而是残余奥氏体薄膜。这种纳米贝氏体钢的极限拉伸强度可达2.5GPa，屈服强度可达1.7GPa，硬度为600～700HV，断裂韧性为30～40MPa.m1/2。这种钢具备的了其超高强度和良好的韧性。这种纳米贝氏体钢的亚纳米超细贝氏体和少量马氏体或残余奥氏体组织结构决定了其力学性优异，残余奥氏体提高了材料的韧性，摩擦诱发奥氏体转变为马氏体及超高碳马氏体对基体磨损的保护作用是在相同硬度条件下该贝氏体钢比传统回火马氏体钢具有较好耐磨性的主要原因。其大体制备工艺流程为：锻坯的均匀化退火，炉冷至室温，加热到一定温度进行奥氏体化，长时间的等温热处理，冷至室温，该工艺制备时间长，制备成本过高。

中国专利200510079346.6公开的超细贝氏体耐磨钢及其制造工艺，它是一种高碳MnCrWSiAlV系低合金钢，其化学成分为wt％：C 0.7～1.1，Mn 0.5～3.0，Cr 0.5～3.0，W0.1～2.0，Si0.5～3.0，Al 0.1～2.0，V 0.0～0.3，S<0.05，P<0.05，其余为Fe。虽然采用该技术后硬度达到HRC60～65，韧度达到40～80J/cm2，适合在高应力和低应力磨损条件下使用，但是其含有较高的Al，增加了冶炼难度，而且含有大量的W增加了成本。

以上专利中获得这种纳米贝氏体组织，为了缩短等温处理时间通常需要加入价格高昂的合金元素Co或增加冶炼难度的Al，并且含Mn较高，容易发生偏析，在等温淬火前需要长时间的1100～1200℃高温扩散退火，长时间的高温均匀化也增加了成本。

发明内容

发明目的：鉴于以上原因，本发明的目的在于利用合金成分优化和制备工艺简化相结合，提供一种成本相对低廉、组织致密、大尺寸(厚100～400mm)、组织性能均匀、兼具高强度高塑韧性的贝氏体耐磨钢，该大尺寸的耐磨钢衬板可适用于生产大型半自磨机。本发明的另一目的在于提供该耐磨钢衬板的制备方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

耐磨钢衬板的化学成分包括：C为0.4～0.8wt％，Si为1.4～2.5wt％，Mn为0.7～1.6wt％，Cr为1.5～2.5wt％，Mo为0.2～0.7wt％，Nb为0.01～0.05wt％，Cu为0.1～0.5wt％，Ni为0.1～0.5wt％，Al为0～0.03wt％，RE为0.01～0.2％，N为0.008～0.015wt％，P≤0.015％，S≤0.01％，O≤0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选地，耐磨钢衬板的化学成分包括：C为0.5～0.7wt％，Si为1.4～1.8wt％，Mn为0.8～1.2wt％，Cr为1.5～1.7wt％，Mo为0.3～0.7wt％，Nb为0.02～0.04wt％，Cu为0.2～0.5wt％，Ni为0.2～0.5wt％，Al为0～0.03wt％，RE为0.01～0.2％，N为0.008～0.015wt％，P≤0.015％，S≤0.01％，O≤0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选地，该耐磨钢衬板的金相组织结构包含纳米级或亚微米级的无碳化物贝氏体和薄膜状奥氏体、以及少量的块状奥氏体。

优选地，耐磨钢衬板的硬度为45～57HRC，无缺口冲击韧性不低于300J/cm²。更优选地，上述耐磨钢衬板的抗拉强度为1600～2000MPa，屈服强度为1100～1500MPa，延伸率7～25％。

优选地，该耐磨钢衬板的淬硬层深度最大可达450mm，对于常见厚度(100mm-400mm)的耐磨钢衬板，该淬硬层深度可保证耐磨刚衬板整体淬透，组织和性能均一且硬度高。

该矿山用高强度高韧性中高碳超细贝氏体耐磨钢衬板的制备方法，包括如下步骤：

1)熔炼及锻压：在电炉或氧化性转炉中按上述合金成分熔化钢水，将钢水经常规炉外精炼和常规真空脱气处理，脱气后加入RE进一步净化成份，将成分合格的精炼钢水浇铸成电极棒，电渣重熔后的均质铸坯轧制或锻造成100～400mm的板材，随后进行球化退火，得供货态板材用于后续热处理；

2)热处理：板材先以小于100℃/h升温加热至600℃保温2h，再以100℃/h升温至850～950℃并在此温度保温3～6h进行奥氏体化，随后采用水空循环冷却方式，以可避免珠光体相变的冷速快速冷却至220～350℃，并在此温度等温2～48h(一步等温)，或者先冷却至较高温度300～350℃等温2～5h再冷却至220～270℃等温10～48h(两步等温)，最后缓冷至室温即得到产品。

优选地，钢水常规脱气过程使用铝脱氧，并保留部分残余Al与氮形成AlN，以便后续细化晶粒。

优选地，钢水在常规真空脱气后按照耐磨钢衬板的成分设计含量加入稀土元素。

优选地，电渣重熔采用三元碱性渣系，确保不含硬质夹杂；电渣重熔产生的电渣锭的直径为200～600mm，经850～900℃退火处理去除应力后得到均质铸坯。

优选地，铸坯锻造处理条件为：加热温度为1150～1200℃，始锻温度为1150℃，终锻温度为900℃，锻造比控制在6～10范围，锻造后缓冷至室温。

优选地，步骤1)所述球化退火的条件为：加热至850～890℃，然后以10℃/h的速度冷至400℃，然后空冷至室温。

优选地，步骤2)贝氏体等温淬火热处理过程中采用环保经济的水空循环处理进行快速冷却，减少了环境污染，而且降低了热处理费用。

优选地，步骤2)等温淬火热处理工艺中，一步等温工艺为快速冷却至220～350℃，并在此温度等温2～48h。

优选地，步骤2)等温淬火热处理工艺中，两步等温工艺为先冷却至较高温度300～350℃等温2～5h再冷却至220～270℃等温10～48h。

本发明借鉴了纳米贝氏体钢的成份设计理念，为了达到高强高韧的使用性能及大尺寸化的生产要求，在此基础上优化了合金元素比例，在其适合大尺寸衬板的生产的前提下尽量缩短贝氏体相变时间，同时增加了添加了固溶强化元素及细化晶粒、净化合金的微量元素，使合金元素偏析减少，简化铸锭的均匀化退火工艺，并调整热处理设备使其环保节能，从而制备了一种适用于大型半自磨机用大尺寸的高强度高韧性高碳超细贝氏体耐磨钢。具体地：

电渣重熔避免了宏观成份偏析，Si、Mn、Cr、Cu合理的配比减弱了微观成份偏析，Mo、Nb、RE等微合金化元素起到细化晶粒的效果，也改善了元素的微观偏析，保证了成份的均一性。Cr、Mn、Mo、RE、Cu增加了合金钢的淬透性，同时采用水空循环冷却工艺既起到了环保的作用，也保证增加了合金的淬透深度，保证了合金在100～400mm厚度内均可以淬透，达到了组织的均一性。电渣重熔和锻造或轧制，减小了铸造缺陷，使材料致密。所以本发明从成份设计、制造工艺、热处理工艺三个过程相辅相成，最终制造出了成份、组织、性能均一而且性能优异的大尺寸耐磨衬板，为矿山机械行业提供了优质的耐磨材料。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、与其他衬板用铸钢相比，本发明的耐磨钢为锻造或轧制状态，组织致密且微观组织为贝氏体加奥氏体复相组织，所以保持了较高的强塑性和硬度，硬度在48～57HRC，无缺口冲击韧性>300J，无缺口冲击韧性远大于其他铸造耐磨钢种；

2、与其他低合金轧制耐磨钢相比，现有的高强度高韧性耐磨钢板厚度均在100mm以下，对于大件产品，如钢板厚度达到400mm，根据本发明的技术方案，我们的材料可以保证淬硬层厚度达到450mm，从而保证做到整体淬透，硬度一致，而目前国内外的衬板产品很少能做到组织和性能均一且硬度高的大件产品。

3、采用了从成分设计入手通过细化晶粒减少成份微观偏析及夹杂，电渣重熔铸造保证了无宏观成份偏析，并采用经济环保的水空循环冷却的热处理制度，保证了全厚度内组织及成份均匀、性能均一；

4、与其他纳米贝氏体钢相比简化了制备工艺，无需高温均匀化退火，将锻坯直接热处理即可得到最终产品，大幅降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的耐磨钢衬板的扫描电镜图；

图2为本发明实施例1所制备的耐磨钢衬板中贝氏体的透射电镜图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明，为更好的具体示例说明本发明的技术方案，本发明列举了几个最佳实施方式，应注意的是，具体实施例的描述本质上仅仅是范例，本领域技术人员基于本发明技术构思进行修改和等同替换，均落在本发明保护范围之内。

实施例1

1、熔炼：在电炉熔化高品质废钢，添加硅铁、铬铁、添加电解锰、钼、铌、增碳剂调整至所需成分，随后转入精炼炉精炼，熔炼中采用铝脱氧，并在真空脱气包中加入稀土。随后浇铸成电极棒，进行电渣重熔(电渣锭直径450mm)，电渣重熔时采用三元高碱性渣系脱硫脱氧，随后对于电渣锭采用退火工艺消除铸造应力。

所得电渣锭成份为C为0.62％，Si为1.4％，Mn为1.4％，Cr为1.7％，Mo为0.3％，Nb为0.03％，Cu为0.1％，Ni为0.2％，Al为0.02％，P为0.013％，S为0.008％，RE为0.1％，N为0.01％；

2、锻造：加热温度1150～1200℃，始锻温度1150℃，终锻温度900℃，锻造比8，锻后耐磨块尺寸为150mm×300mm×980mm，缓冷至室温然后球化退火；

3、热处理：先以<100℃/h升温至600℃保温2.5h，随后以100℃/h加热至900℃度，保温230min，随后采用水空循环工艺快速冷却至270℃，平均冷却速率1.5℃/s，随后移入相同温度270℃的空气炉等温24h，缓冷至室温即得到产品，所得产品的组织如图1和图2所示，其中图1为扫描电镜图，组织包含了超细组织贝氏体和少量的块状奥氏体，贝氏体内部又包含了相间分布的贝氏体铁素体和薄膜状的奥氏体，图2为贝氏体的透射电镜图，可以清晰的看到黑色的奥氏体和白色的贝氏体铁素体条相间分布，奥氏体和贝氏体铁素体条宽约100nm。

4、产品的性能为：产品的中心部位和表面部位组织、性能均匀一致，硬度保持在50～52HRC，对于U型缺口10*10*55标准冲击试样，冲击韧性为20J，无缺口冲击韧性>300J，抗拉强度为1900MPa，屈服强度1300MPa，延伸率13％。耐磨性与HARDOX500相当。

实施例2

1、熔炼：在电炉熔化高品质废钢，添加硅铁、铬铁、添加电解锰、钼、铌、增碳剂调整至所需成分，随后转入精炼炉精炼，熔炼中采用铝脱氧，并在真空脱气包中加入稀土。随后浇铸成电极棒，进行电渣重熔(电渣锭直径450mm)，电渣重熔时采用三元高碱性渣系脱硫脱氧，随后对于电渣锭采用退火工艺消除铸造应力。

所得电渣锭成份为C为0.58％，Si为1.5％，Mn为1.3％，Cr为1.7％，Mo为0.7％，Nb为0.03％，Cu 0.2％，Ni 0.2％，Al为0.015％，P为0.015％，S为0.01％，RE为0.05％，N为0.008％；

2、锻造：加热温度1150～1200℃，始锻温度1150℃，终锻温度900℃，锻造比6，锻后耐磨块的尺寸为310mm×400mm×1200mm，缓冷至室温然后球化退火；

3、热处理：先以<100℃/h升温至600℃保温4h，随后以100℃/h加热至900℃度，保温600min，随后采用水空循环工艺快速冷却至250℃，平均冷却速率1℃/s，随后移入相同温度270℃的空气炉等温30h，缓冷至室温即得到产品，所得产品组织为微纳米级超细组织贝氏体+少量的块状奥氏体。

4、产品的性能为：产品的中心部位和表面部位组织、性能均匀一致，硬度保持在51～54HRC，对于U型缺口10*10*55标准冲击试样，冲击韧性为24J，无缺口冲击韧性>300J，抗拉强度为2000MPa，屈服强度1500MPa，延伸率9％。耐磨性与HARDOX500相当。

实施例3

1、熔炼：在电炉熔化高品质废钢，添加硅铁、铬铁、添加电解锰、钼、铌、增碳剂调整至所需成分，随后转入精炼炉精炼，熔炼中采用铝脱氧，并在真空脱气包中加入稀土。随后浇铸成电极棒，进行电渣重熔(电渣锭直径450mm)，电渣重熔时采用三元高碱性渣系脱硫脱氧，随后对于电渣锭采用退火工艺消除铸造应力。

所得电渣锭成份为C为0.7％，Si为1.4％，Mn为1.1％，Cr为2.5％，Mo为0.5％，Nb为0.03％，Cu为0.3％，Ni为0.3％，Al为0.03％，P为0.01％，S为0.004％，RE为0.02％，N为0.015％；

2、锻造：加热温度1150～1200℃，始锻温度1150℃，终锻温度900℃，锻造比>5，锻后耐磨块的尺寸为200mm×300mm×1000mm，缓冷至室温然后球化退火；

3、热处理：先以<100℃/h升温至600℃保温2h，随后以100℃/h加热至900℃度，保温500min，随后采用水空循环工艺快速冷却至270℃，冷却速率>1℃/s，随后移入相同温度270℃的空气炉等温48h，缓冷至室温即得到产品，所得产品的组织为微纳米级超细组织贝氏体+少量的块状奥氏体。

4、产品的性能为：产品的中心部位和表面部位组织、性能均匀一致，硬度保持在49～52HRC，对于U型缺口10*10*55标准冲击试样，冲击韧性为16J，无缺口冲击韧性>300J，抗拉强度为1850MPa，屈服强度1250MPa，延伸率9％。耐磨性与HARDOX500相当。

实施例4

1、熔炼：在电炉熔化高品质废钢，添加硅铁、铬铁、添加电解锰、钼、铌、增碳剂调整至所需成分，随后转入精炼炉精炼，熔炼中采用铝脱氧，并在真空脱气包中加入稀土。随后浇铸成电极棒，进行电渣重熔(电渣锭直径430mm)，电渣重熔时采用三元高碱性渣系脱硫脱氧，随后对于电渣锭采用退火工艺消除铸造应力。

所得电渣锭成份为C为0.58％，Si为1.5％，Mn为1.3％，Cr为1.7％，Mo为0.7％，Nb为0.03％，Cu 0.2％，Ni 0.2％，Al为0.015％，P为0.015％，S为0.005％，RE为0.015％，N为0.008％；

2、锻造：加热温度1150～1200℃，始锻温度1150℃，终锻温度900℃，锻造比>5，锻后耐磨块的尺寸为310mm×400mm×1200mm，缓冷至室温然后球化退火；

3、热处理：先以<100℃/h升温至600℃保温4h，随后以100℃/h加热至900℃度，保温600min，随后采用水空循环工艺快速冷却至330℃，平均冷却速率1℃/s，并在330℃空气炉中等温3h，随后移入温度250℃的空气炉等温24h，缓冷至室温即得到产品，所得产品组织为为纳米级超细组织贝氏体+少量的块状奥氏体。

4、产品的性能为：产品的中心部位和表面部位组织、性能均匀一致，硬度保持在45～48HRC，对于U型缺口10*10*55标准冲击试样，冲击韧性为60J，无缺口冲击韧性>300J，抗拉强度为1500MPa，屈服强度1100MPa，延伸率25％。

Claims (12)

1.适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，其特征在于：所述耐磨钢衬板的组成包括：C为0.4～0.8wt％，Si为1.4～2.5wt％，Mn为0.7～1.6wt％，Cr为1.5～2.5wt％，Mo为0.2～0.7wt％，Nb为0.01～0.05wt％，Cu为0.1～0.5wt％，Ni为0.1～0.5wt％，Al为0～0.03wt％，RE为0.01～0.2wt％，N为0.008～0.015wt％，P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，O≤0.004wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，其特征在于：其成份组成包括C为0.5～0.7wt％，Si为1.4～1.8wt％，Mn为0.8～1.2wt％，Cr为1.5～1.7wt％，Mo为0.3～0.7wt％，Nb为0.02～0.04wt％，Cu为0.2～0.5wt％，Ni为0.2～0.5wt％，Al为0～0.03wt％，RE为0.01～0.1wt％，N为0.008～0.015wt％，P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，O≤0.004wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，其特征在于：所述耐磨钢衬板的组织结构包含无碳化物贝氏体铁素体、薄膜状奥氏体以及少量的块状奥氏体，所述无碳化物贝氏体铁素体和薄膜状奥氏体均在纳米级至亚微米级之间。

4.根据权利要求3所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，其特征在于：所述耐磨钢衬板的硬度为45～57HRC，无缺口冲击韧性不低于300J/cm²。

5.根据权利要求4所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，其特征在于：所述耐磨钢衬板的抗拉强度为1600～2000MPa，屈服强度1200～1500MPa，延伸率7～25％。

6.根据权利要求1所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢，其特征在于：所述耐磨钢衬板的淬硬层深度最大为450mm。

7.基于权利要求1-6任一项所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

1)熔炼及锻压：按照权利要求1或2所述的耐磨钢的成分设计计算原料、投料，采用电炉或者氧化性转炉冶炼钢水，将钢水经过常规炉外精炼和常规真空脱气处理，脱气后加入RE进一步净化成份，将成分合格的精炼钢水浇铸成电极棒，电渣重熔后的均质铸坯轧制或锻造成板材，随后进行球化退火，得供货态板材用于后续热处理；

2)热处理：供货态板材先以小于100℃/h升温加热至600℃保温2-4h，再以100℃/h升温至奥氏体化温度850～950℃并在此温度保温3～6h，随后采用水空循环处理的方法，以避免产生珠光体相变的冷速快速冷却至220～350℃，并在此温度等温2～48h(一步等温)，或者先冷却至较高温度300～350℃等温2～5h再冷却至220～270℃等温10～48h(两步等温)，最后缓冷至室温即得到符合应用要求的材料。

8.根据权利要求7所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的钢水常规脱气过程使用铝脱氧，并保留部分残余Al与氮形成AlN，以便后续细化晶粒。

9.根据权利要求7所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的钢水在常规真空脱气后按照耐磨钢衬板的成分设计含量加入稀土元素。

10.根据权利要求7所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的锻造处理条件为：加热温度为1150～1200℃，始锻温度为1150℃，终锻温度为900℃，锻造比控制在6～10范围，锻造后缓冷至室温。

11.根据权利要求7所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢的制备方法，其特征在于：步骤1)所述球化退火的条件为：加热至850～890℃，然后以10℃/h的速度冷至400℃，然后空冷至室温。

12.根据权利要求7所述的适用于大型半自磨机衬板的高强韧性贝氏体耐磨钢的制备方法，其特征在于：步骤2)采用水空循环处理进行快速冷却。