CN115558842A - 一种具有耐蚀耐磨性能的钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有耐蚀耐磨性能的钢板及其制造方法，包括：C：0.13‑0.16%，Si：0.20‑0.40%，Mn：0.9‑1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Al：0.010‑0.045%，Cr：0.30‑0.40%，Mo：0.10‑0.20%，Ni：0.20‑0.40，Cu：0.10‑0.30%，B：0.0015‑0.0025，N≤0.0040%，O≤0.0040%，H≤0.00015%，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板的显微组织主要是板条马氏体，具有耐腐蚀、耐磨、低温韧性优良等特征，可广泛应用于磨损过程中伴随腐蚀的工况环境的机械零部件制造，具有很好的推广意义。

Description

一种具有耐蚀耐磨性能的钢板及其制造方法
技术领域
本发明属于连铸生产中厚板技术领域，具体涉及一种具有耐蚀耐磨性能的钢板及其制造方法。
背景技术
耐磨钢是在工程上应用比较广泛的一种特殊材料，由于其具有的良好的耐磨损性能，常被制成工程机械、矿山机械、煤矿机械、破碎机等机械零件，该类设备应用时其耐磨部件通常会与物料直接接触，从而产生磨损失效。而在耐磨部件接触的物料中，除了少部分干物料外，大部分物料处于湿润的腐蚀状态，从而给耐磨部件造成腐蚀损伤。严重时，耐磨部件会因腐蚀造成失效而使得制造的装备过早产生报废。此外，在耐磨部件在磨损过程中存在腐蚀时，腐蚀会加快磨损，磨损也会加快腐蚀，二者的叠加会进一步加速零部件的失效，从而造成严重的损失。在现有低合金耐磨钢板中，基本都只考虑了钢板的耐磨性能，而对于耐腐蚀性能却很少考虑，因此，需要研发一种能够承受腐蚀和磨损交叉作用的耐磨耐蚀合金钢。
对比文件1，专利“一种易焊接的具有耐蚀性能的NM360级耐磨钢板”（申请号：CN104831191 A），此专利所生产的钢板虽然也具有耐蚀耐磨性能，但钢板的耐磨等级为NM360级别，-20冲击功仅为40J，不具有良好的低温冲击韧性，且文中也未提及钢板的不平度水平和耐大气腐蚀性能。
对比文件2，专利“一种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板的制备方法（申请号：CN104818435 A），采用线淬火及在线回火工艺生产的一种种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板，钢板布氏硬度HBW≥370，抗拉强度≥1200MPa，-20冲击功仅为25J，不具有良好的低温冲击韧性，且文中也未提及钢板的不平度水平和耐大气腐蚀性能。
对比文件3，专利“具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法（申请号：CN 112267073 A，采用线淬火或离线淬火+回火，如采用离线淬火+回火生产周期较长，且成本相应增加，实施例中碳当量为0.54-0.59，碳当量较高，焊接性会较差，且文中也未提及钢板的不平度水平和耐大气腐蚀性能。
因此，需研发一种具有良好低温韧性、易焊接、板形良好的耐蚀耐磨钢板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，同时本发明还提供了一种具有耐蚀耐磨性能的钢板的制造方法，通过合理成分、冶炼控制及轧制冷+热处理工艺配合，生产出一种具有良好低温韧性、易焊接、板形良好的耐蚀耐磨钢板。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，所述钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13-0.16%，Si：0.20-0.40%，Mn：0.9-1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Al：0.010-0.045%，Cr：0.30-0.40%，Mo：0.10-0.20%，Ni：0.20-0.40，Cu：0.10-0.30%，B：0.0015-0.0025，N≤0.0040%，O≤0.0040%，H≤0.00015%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板中碳当量CEV≤0.45%，其中碳当量CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；
如上所述具有耐蚀耐磨性能的钢板，优选地，钢板中，按照化学成分以质量百分比计，还包括以下元素中的一种或几种：Nb：0.00-0.020%，V：0.00-0.020%，Ti：0.00-0.020%。
如上所述具有耐蚀耐磨性能的钢板，优选地，钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥90%。
如上所述具有耐蚀耐磨性能的钢板，优选地，钢板的不平度≤5mm/m。
如上所述具有耐蚀耐磨性能的钢板，优选地，钢板的耐大气腐蚀指数为I，I=26.01（%Cu）+3.88（%Ni）+1.20（%Cr）+1.49（%Si）+17.28（%P）－7.29（%Cu）（%Ni）－9.10（% Ni）（%P）－33.39（%Cu）2，且I≥6.2。
如上所述具有耐蚀耐磨性能的钢板，优选地，钢板的钢板的抗拉强度为1250-1320MPa，180°弯曲实验D=4a合格，布氏硬度为405-412HBW，-40℃冲击功≥60J ，-60℃冲击功≥50J。
本发明还提供一种上述具有耐蚀耐磨性能的钢板的制造方法，包括如下步骤：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，其质量百分含量为：N≤0.0040%，O≤0.0040%，H≤0.00015%；连铸过程过热度控制为10-20℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A/B/C/D≤1.0级，A+B+C+D≤2.0级；
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1160-1240℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为260-320min，保证铸坯温度均匀；
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为≥1010℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率≥20%。精轧开轧温度860-920℃，终轧温度为810-850℃，保证精轧阶段累计压下率≥60%，轧制完成后进行空冷；
4、热处理：淬火温度为890-910℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间36-75min，淬火方式为水淬。
本发明的优点在于：
1、通过合理的成分体系设计，通过最优的轧制及热处理工艺，提供一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，钢板中的组织主要为板条马氏体，钢板的抗拉强度为1250-1320MPa，180°弯曲实验D=4a合格，布氏硬度为405-412HBW，-40℃冲击功≥60J ，-60℃冲击功≥50J；
2、所生产的钢板碳当量CEV≤0.45%，碳当量低，钢板具有良好的焊接性能；
3、所生产的钢板除具有耐蚀耐磨性能外，还具有耐大气腐蚀性能，其中大气腐蚀指数为I≥6.2；
4、所生产的耐蚀耐磨性能钢板厚度为12-25mm，钢板板形良好，不平度可达到≤5mm/m；
5、所生产的耐蚀耐磨性能钢板淬火后无需回火，减少生产周期，降低生产成本。
附图说明
图1 实施例1一种具有耐蚀耐磨性能的钢板1/4典型微观组织。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明实施例提供一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，其化学成分按质量百分比计包括：C：0.13-0.16%，Si：0.20-0.40%，Mn：0.9-1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Al：0.010-0.045%， Cr：0.30-0.40%，Mo：0.10-0.20%，Ni：0.20-0.40，Cu：0.10-0.30%，B：0.0015-0.0025，N≤0.0040%，O≤0.0040%，H≤0.00015%，余量为Fe和不可避免的杂质。
钢板中碳当量CEV≤0.45%，其中，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。其中，CEV代表钢板中的碳当量，C代表钢板中C元素的质量百分比，Mn代表钢板中Mn元素的质量百分比，Cr代表钢板中Cr元素的质量百分比，Mo代表钢板中Mo元素的质量百分比，V代表钢板中V元素的质量百分比，Cu代表钢板中Cu元素的质量百分比，Ni代表钢板中Ni元素的质量百分比。
钢板的耐大气腐蚀指数I≥6.2，其中，耐大气腐蚀指数为I=26.01（%Cu）+3.88（%Ni）+1.20（%Cr）+1.49（%Si）+17.28（%P）－7.29（%Cu）（%Ni）－9.10（% Ni）（% P）－33.39（%Cu）2，其中I代表钢板的耐大气腐蚀指数， Cu代表钢板中Cu元素的质量百分比，Ni代表钢板中Ni元素的质量百分比，Cr代表钢板中Cr元素的质量百分比，Si代表钢板中Si元素的质量百分比，P代表钢板中P元素的质量百分比。
该钢板中，各元素组分在本发明中的作用为：
C：C元素是耐磨钢的主要构成元素之一，可以起到强烈的固溶强化作用，以提高钢的硬度、强度及耐磨性。需要合理控制耐磨钢中的C元素的含量，在获得高强度、高硬度的同时也保证钢板的韧性、焊接性能以及折弯成型性能。C元素的含量若低于0.10％，钢材的硬度、强度及耐磨性无法得到保证，若高于0.24％，则钢材的韧性和焊接性能会随之下降，因此，在本实施例中C元素的含量优选控制为0.13～0.16％之间。
Si：Si元素固溶在铁素体和奥氏体中，用于提高它们的硬度和强度。然而Si含量过高会导致钢的韧性急剧下降，且钢板加入较多的Si元素容易引起钢板表面容易产生氧化铁皮，不利于钢板表面质量的控制。Si元素的含量若低于0.2％，钢材的硬度和强度不足，若高于0.40％，则钢材的韧性急剧下降，因此，在本实施例中Si元素的含量优选控制在0.20～0.40％之间。
Mn：Mn元素能够强烈增加钢的淬透性，降低马氏体转变温度和钢的临界冷却速度。然而Mn元素含量较高时，容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的力学性能，偏析会对钢板腐蚀磨损起着强烈的不利作用。Mn元素的含量若低于0.90％，则无法降低马氏体转变温度和钢的临界冷却速度，若高于1.10％，则容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的力学性能，因此，本实施例中Mn元素的含量优选控制在0.90-1.10％之间。
P：P元素在奥氏体中的溶解度很小，通常是和Fe元素、Mn元素等产生共晶磷化物，且在晶界析出。P元素容易引起材料的热裂，降低材料的机械性能并对钢板的耐磨性有一定的损害，严重时甚至会在工作中断裂，应尽量降低钢板中P元素的含量。因此，本实施例中P元素的含量优选控制在0.012％以下。
S：S元素容易与Mn元素生成条状的MnS夹杂，进入溶渣并被带入钢坯和后续钢板中，对钢板的塑韧性及耐腐蚀性产生不利影响。需要严格控制S元素含量。因此，在本实施例中S元素的含量优选控制在0.003％以下。
Al：Al元素具有脱氧作用，可以有效去除钢种的氧，另外，Al元素还是重要的晶粒细化元素，对提高钢板冲击韧性具有积极作用。但Al元素过多会导致钢水的流动性变差，影响拉速甚至造成无法浇铸。因此，本实施例中Al元素的含量优选控制在0.010-0.045%之间；
Cr：Cr元素是可以显著提高耐磨钢的淬透性，降低钢板中马氏体的转变温度和临界冷却转变速度，同时，Cr元素还在抗腐蚀方面有明显作用。在钢板的生产过程中，经淬火处理后，Cr元素会大部分溶入耐磨钢的奥氏体中，提高了耐磨钢的稳定性、屈服强度和抗腐蚀性能，同时也加快了碳化物在冷却时的析出，但Cr元素含量过高会降低了钢的延伸率及冲击韧性。因此，本实施例中，Cr元素的含量优选控制为0.30-0.40％之间。
Mo：Mo元素可以提高钢淬透性，另外还可以进一步提高钢的强度和耐磨性，因此，本实施例中，Mo元素的含量优选控制为0.10-0.20%之间。
Ni：Ni元素是形成和稳定奥氏体的主要合金元素，当Cr和Ni元素复合添加时，可以成倍的提高钢的淬透性，确保厚规格钢板内部获得马氏体组织，以保证钢板具有足够高的硬度，同时可提高钢板芯部和表面机械性能的一致性，另外Ni元素还可以提高钢的低温韧性及耐腐蚀性能。因此，本实施例中，Ni元素的含量优选控制为0.20-0.40%之间。
Cu：Cu元素的可以钢板的抗大气腐蚀性能，与P元素配合使用时效果更为显著。同时，添加Cu元素还可以略微提高钢板的高温抗氧化性能，改善钢液的流动性。但Cu元素添加量较高时，钢坯在连铸时表面容易产生裂纹，并且钢板在热加工时容易开裂。因此，在本实施例中Cu元素的含量优选控制在0.10-0.30％之间。
B：微量的B元素可显著的提高钢板的淬透性，B元素吸附于奥氏体晶界上，能够降低晶间能量，抑制铁素体形成并强化晶界，从而提高钢的抗蠕变性能与持久强度。但B元素含量较高时，B元素与钢中残余氮、氧化合形成稳定的夹杂物，对钢板的性能有恶化作用。因此，本实施例中B元素含量优选控制在0.0015-0.0025％之间。
Nb、V、Ti：Nb元素、V元素、Ti元素是强碳化合物形成元素，在热轧时，碳化物的应变诱导析出，有助于细化形变奥氏体的相变产物，提高钢的强度和韧性。但Nb、V、Ti 元素的加入量过多，碳化物会迅速粗化长大，影响钢板的韧性。因此，本实施例处于微合金化影响的考虑，Nb、V、Ti可以选择性地添加一种或几种，其含量优选控制为：Nb：0.00-0.02％，V：0.00-0.02％，Ti：0.00-0.02％。
具体地，钢板中，按照化学成分以质量百分比计，还包含以下元素中的一种或几种：Nb：0.00-0.02%，V：0.00-0.02%，Ti：0.00-0.02%。
具体地，钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥90％。
具体地，钢板的抗拉强度为1250-1320MPa，180°弯曲实验D=4a合格，布氏硬度为405-412HBW，-40℃冲击功≥60J ，-60℃冲击功≥50J。
具体地，钢板的不平度≤5mm/m。
本实施例通过合理的成分体系设计，通过最优的轧制及热处理工艺，提供了一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，该钢板具有碳当量低、低温韧性优良、耐大气腐蚀等特征。此外，钢板的制备方法简单，包括冶炼、连铸、轧制、淬火工序等，可广泛应用于磨损过程中伴随腐蚀的工况环境的机械零部件制造。
实施例1
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板厚度为12mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13%，Si：0.40%，Mn：1.10%，P:0.010%，S:0.002%，Al：0.010%， Cr：0.31%，Mo:0.20%，Ni：0.20%，Cu：0.30%，B：0.0018%，Nb：0.015%，Ti：0.010%，N：0.0040%，O：0.0030%，H：0.00010%，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量CEV=0.45%，耐大气腐蚀指数I=6.26；
钢板的生产步骤及工艺参数为：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，连铸过程过热度控制为12℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A类0.5级，B类0级，C类0级，D类1.0级。
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1160℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为260min，保证铸坯温度均匀。
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为1080℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率分别为22%、27%。精轧开轧温度900℃，终轧温度为840℃，精轧阶段累计压下率为80%，轧制完成后进行空冷。
4、热处理：淬火温度为890℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间36（3*12）min，淬火方式为水淬；
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数为95％；钢板的拉伸强度为1310MPa，180°弯曲实验D=4a合格，硬度为412HBW，-40℃冲击功为72J ，-60℃冲击功为65J；钢板不平度为3mm/m。
如图1 为实施1所生产的一种具有耐蚀耐磨性能的钢板的金相照片，显微组织主要为板条马氏体，板条马氏体间存在少量粒状贝氏体或粒状渗碳体，板条内存在小尺寸断续的渗碳体组织，这种小尺寸断续分布的渗碳体对提高材料的塑性、韧性以及冷成形性能具有重要作用。
实施例2
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板厚度为16mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15%，Si：0.30%，Mn：0.9%，P:0.012%，S:0.002%，Al：0.030%， Cr：0.40%，Mo:0.15%，Ni：0.30%，Cu：0.28%，B：0.0015%，Nb：0.020%，N：0.0030%，O：0.0040%，H：0.00010%，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量CEV=0.45%，耐大气腐蚀指数I=6.32；
钢板的生产步骤及工艺参数为：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，连铸过程过热度控制为10℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A类0.5级，B类0级，C类0级，D类0.5级。
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1190℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为280min，保证铸坯温度均匀。
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为1100℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率分别为20%、25%。精轧开轧温度920℃，终轧温度为850℃，精轧阶段累计压下率为76%，轧制完成后进行空冷。
4、热处理：淬火温度为900℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间48（3*16）min，淬火方式为水淬；
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数为94％；钢板的拉伸强度为1250MPa，180°弯曲实验D=4a合格，硬度为408HBW，-40℃冲击功为68J ，-60℃冲击功为60J；钢板不平度为5mm/m。
实施例3
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板厚度为20mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.14%，Si：0.20%，Mn：0.9%，P:0.008%，S:0.003%，Al：0.038%， Cr：0.35%，Mo:0.10%，Ni：0.40%，Cu：0.29%，B：0.0020%，Nb：0.018%，Ti：0.014%，N：0.0030%，O：0.0030%，H：0.00010%，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量CEV=0.43%，耐大气腐蚀指数I=6.27；
钢板的生产步骤及工艺参数为：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，连铸过程过热度控制为20℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A类1.0级，B类0.5级，C类0级，D类0.5级。
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1200℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为295min，保证铸坯温度均匀。
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为1080℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率分别为21%、23%。精轧开轧温度890℃，终轧温度为840℃，精轧阶段累计压下率为72%，轧制完成后进行空冷。
4、热处理：淬火温度为900℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间60（3*20）min，淬火方式为水淬；
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数为97％；钢板的拉伸强度为1320MPa，180°弯曲实验D=4a合格，硬度为411HBW，-40℃冲击功为75J ，-60℃冲击功为67J；钢板不平度为1mm/m。
实施例4
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板厚度为22mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.16%，Si：0.30%，Mn：0.92%，P:0.009%，S:0.002%，Al：0.045%， Cr：0.30%，Mo:0.12%，Ni：0.39%，Cu：0.28%，B：0.0019%，Nb：0.016%，N：0.0030%，O：0.0020%，H：0.00012%，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量CEV=0.44%，耐大气腐蚀指数I=6.31；
钢板的生产步骤及工艺参数为：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，连铸过程过热度控制为11℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A类0.5级，B类0级，C类0级，D类0级。
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1210℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为305min，保证铸坯温度均匀。
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为1010℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率分别为25%、26%。精轧开轧温度860℃，终轧温度为820℃，精轧阶段累计压下率为68%，轧制完成后进行空冷。
4、热处理：淬火温度为905℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间66（3*22）min，淬火方式为水淬；
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数为90％；钢板的拉伸强度为1310MPa，180°弯曲实验D=4a合格，硬度为406HBW，-40℃冲击功为80J ，-60℃冲击功为65J；钢板不平度为1mm/m。
实施例5
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板厚度为25mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.14%，Si：0.40%，Mn：0.91%，P:0.009%，S:0.001%，Al：0.025%， Cr：0.40%，Mo:0.15%，Ni：0.40%，Cu：0.22%，B：0.0025%，Nb：0.015%，Ti：0.012%，N：0.0030%，O：0.0030%，H：0.00015%，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量CEV=0.44%，耐大气腐蚀指数I=6.22；
钢板的生产步骤及工艺参数为：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，连铸过程过热度控制为13℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A类0级，B类0.5级，C类0级，D类0级。
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1240℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为320min，保证铸坯温度均匀。
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为1090℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率分别为24%、26%。精轧开轧温度880℃，终轧温度为810℃，精轧阶段累计压下率为60%，轧制完成后进行空冷。
4、热处理：淬火温度为910℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间75（3*25）min，淬火方式为水淬；
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数为98％；钢板的拉伸强度为1300MPa，180°弯曲实验D=4a合格，硬度为405HBW，-40℃冲击功为60J ，-60℃冲击功为50J；钢板不平度为2mm/m。
对比例1
一种具有耐蚀耐磨性能的钢板厚度为20mm，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.18%，Si：0.30%，Mn：1.15%，P:0.013%，S:0.004%，Al：0.020%， Cr：0.43%，Mo:0.3%，B：0.0020%，Nb：0.020%，N：0.0050%，O：0.0030%，H：0.00020%，余量为Fe和不可避免的杂质，碳当量CEV=0.52%，耐大气腐蚀指数I=1.19；
钢板的生产步骤及工艺参数为：
1、冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气严格控制气体的含量，连铸过程过热度控制为25℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A类1.5级，B类0.5级，C类1.0级，D类0级。
2、加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1250℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为240min，保证铸坯温度均匀。
3、轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度为1000℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率分别为18%、19%。精轧开轧温度930℃，终轧温度为860℃，精轧阶段累计压下率为50%，轧制完成后进行空冷。
4、热处理：淬火温度为920℃，升温速率2.0min/mm，在炉时间40min，淬火方式为水淬；
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数为92％；钢板的拉伸强度为1220MPa，180°弯曲实验D=4a开裂，硬度为383HBW，-40℃冲击功为35J ，-60℃冲击功为22J；钢板不平度为6mm/m。
腐蚀实验：
腐蚀实验采用溶液悬挂浸泡的方式进行，用尼龙绳将试样悬挂浸泡在溶液中，水浴箱温度保持35℃，烧杯中放置浓度为0.1mol/L的Na2SO4溶液，用NaOH调节pH至8.5，用保鲜膜密封烧杯口，浸泡时间为72小时，每隔24小时更换一次溶液。
腐蚀试样加工成6mm×25mm×55mm的长方体，试样上部中间用钻头钻直径为Φ2.5mm的小孔，用于悬挂。用砂纸将试样六个面逐级打磨至600#，在用丙酮和无水乙醇清洗并吹干后，称取试样的质量作为初始质量，并测量试样的长宽高尺寸，计算试样的表面积。腐蚀实验采用失重法测定试样的平均腐蚀速度。实验结束后用清洗液清除表面残留的腐蚀液及腐蚀产物，称量腐蚀后的试样重量，计算腐蚀速率：
C.R.(mm/y)= 365（d）*24（h）*W*10/[S*72(h)*D]；
W：重量减少(g)；S：表面积(cm2)；D：密度(g/cm3)。
磨损实验：磨损实验采用干砂/橡胶轮磨损测试。
磨损试样加工成6mm×25mm×55mm的长方体，经超声波丙酮清洗后称重并记录磨损前重量。干砂/橡胶轮磨损试验的具体参数设定为施加载荷130N，橡胶轮的转速为200r/min，石英砂的大小为40-70目，转数为3000r和6000r。每次磨损后的试样分别用丙酮超声波清洗，并用电子天平精确称重，记录磨损失重数据。
序号 钢板厚度(mm) 布氏硬度（HBW） 腐蚀速率（mm/年） 磨损失重（g）
实施例1 12 412 0.207 0.835
实施例2 16 408 0.223 0.828
实施例3 20 411 0.211 0.812
实施例4 22 406 0.231 0.801
实施例5 25 405 0.238 0.792
对比例1 20 383 0.368 0.848
综上，本发明的优点在于：
1、通过合理的成分体系设计，通过最优的轧制及热处理工艺，提供一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，钢板中的组织主要为板条马氏体，钢板的抗拉强度为1250-1320MPa，180°弯曲实验D=4a合格，布氏硬度为405-412HBW，-40℃冲击功≥60J ，-60℃冲击功≥50J；
2、所生产的钢板碳当量CEV≤0.45%，碳当量低，钢板具有良好的焊接性能；
3、所生产的钢板除具有耐蚀耐磨性能外，还具有耐大气腐蚀性能，其中大气腐蚀指数为I≥6.2；
4、所生产的耐蚀耐磨性能钢板厚度为12-25mm，钢板板形良好，不平度可达到≤5mm/m；
5、所生产的耐蚀耐磨性能钢板淬火后无需回火，减少生产周期，降低生产成本。

Claims (7)

1.一种具有耐蚀耐磨性能的钢板，其特征在于：包括如下质量百分含量的各组分：C：0.13-0.16%，Si：0.20-0.40%，Mn：0.9-1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Al：0.010-0.045%，Cr：0.30-0.40%，Mo：0.10-0.20%，Ni：0.20-0.40，Cu：0.10-0.30%，B：0.0015-0.0025，N≤0.0040%，O≤0.0040%，H≤0.00015%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述钢板中碳当量CEV≤0.45% ，其中碳当量CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；
所述钢板的耐蚀速率为0.207-0.238mm/年。
2.根据权利要求1所述的耐蚀耐磨钢板，其特征在于：还包括如下质量百分含量的各组分的一种或几种：Nb：0.00-0.020%，V：0.00-0.020%，Ti：0.00-0.020%。
3.根据权利要求2所述的耐蚀耐磨钢板，其特征在于：所述钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥90%。
4.根据权利要求2所述的耐蚀耐磨钢板，其特征在于：所述钢板不平度≤5mm/m。
5.根据权利要求2所述的耐蚀耐磨钢板，其特征在于：所述钢板耐大气腐蚀指数I≥6.2，其中：I=26.01（%Cu）+3.88（%Ni）+1.20（%Cr）+1.49（%Si）+17.28（%P）－7.29（%Cu）（%Ni）－9.10（% Ni）（% P）－33.39（%Cu）2。
6.根据权利要求2所述的耐蚀耐磨钢板，其特征在于：所述钢板的抗拉强度为1250-1320MPa，180°弯曲实验D=4a合格，布氏硬度为405-412HBW，-40℃冲击功≥60J ，-60℃冲击功≥50J。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的具有耐蚀耐磨性能的钢板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）冶炼：铁水预处理→转炉冶炼→LF炉处理→RH真空处理→连铸；
将钢水经转炉、精炼炉脱磷脱硫，RH真空脱气，气体的质量百分含量：N≤0.0040%，O≤0.0040%，H≤0.00015%；连铸过程过热度控制为10-20℃，采用二冷电磁搅拌和凝固末端轻压下手段，铸坯浇铸过程中保持恒拉速，非金属夹杂A/B/C/D≤1.0级，A+B+C+D≤2.0级；
（2）加热：采用步进梁式加热炉，均热段温度控制在1160-1240℃，铸坯在加热炉内的总加热时间为260-320min，保证铸坯温度均匀；
（3）轧制及冷却：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺，粗轧开轧温度≥1010℃，钢坯展宽完毕后纵轧最后两道次单道次压下率≥20%；精轧开轧温度860-920℃，终轧温度为810-850℃，保证精轧阶段累计压下率≥60%，轧制完成后进行空冷；
（4）热处理：淬火温度为890-910℃，升温速率3.0min/mm，在炉时间36-75min，淬火方式为水淬。
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