CN116024492A - 耐磨钢板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种耐磨钢板的制备方法，它包括依次包括冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理；其中，冶炼：按照设计好的原料化学成分及其重量百分比，准备冶炼所需的原料，将原料进行转炉初炼、LF+RH精炼，获得冶炼钢液；热处理：当淬火炉炉内温度≥750℃时，将板材送入炉内，然后在90分钟内将温度提升至890±10℃，保温15分钟；然后，取出送入压淬机床，加入淬火剂，迅速冷却该板材，直至≤25±5℃；接着，送入回火炉，并在220±10℃的温度下保温2小时。本发明一方面通过优化板材的原料化学成分及其重量百分比，另一方面通过对板材采用淬火+回火的热处理工艺，并分别对淬火+回火的具体工艺方法及参数进行限定，从而提高其硬度、强度以及耐磨等性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其是一种耐磨钢板及其制备方法。
背景技术
耐磨钢板具有很高耐磨性能和较好冲击性能好，能够进行切割、弯曲、焊接等，可采取焊接、塞焊、螺栓连接等方式与其他结构进行连接，在维修现场过程中具有省时、方便等特点，广泛应用于冶金、煤炭、水泥、电力、玻璃、矿山、建材、砖瓦等行业，与其他材料相比，有很高的性价比，已经受到越来越多行业和厂家的青睐。
然而，现有技术中，人们往往为了提高钢板的耐磨性而降低了其塑性、韧性等加工性能。
因此，如何在不降低钢板塑性、韧性等加工性能的情况下，提高其耐磨性能，成为了目前发展高性能耐磨钢面临的关键技术难题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提出的一种耐磨钢板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
依次包括以下步骤：冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理，其特征在于：
所述冶炼的具体方法为：按照原料化学成分及其重量百分比，准备冶炼所需的原料，将原料进行转炉初炼、LF+RH精炼，获得冶炼钢液；其中，所述原料化学成分及其重量百分比为：C：0.10%～0.25%、Si：0.10%～0.60 %、Mn：1.00%～2.00%、P≤0.025%、S≤0.010%、Cr：0.30%～0.90%、、Mo：≤0.50%、B：0.0008%～0.0035%、Alt：0.0015%～0.060%、其余为Fe和不可避免的杂质；
所述热处理的具体方法如下：
A.当淬火炉炉内温度≥750℃时，将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得当的板材送入该淬火炉炉内，然后在90分钟内将温度提升至890±10℃，并在该温度下保温15分钟；
B.将经过上述A步骤加热保温处理的板材取出送入压淬机床，加入淬火剂，迅速冷却该板材，直至≤25±5℃；
C.将经过上述B步骤冷却处理的板材送入回火炉，并在220±10℃的温度下保温2小时。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述热处理的具体方法中的步骤A，在将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得的板材送入淬火炉炉内前，先在该板材的表面均匀放置炭精，然后将该板材与其表面的炭精一同送入淬火炉炉内。
进一步的，所述热处理的具体方法中的B步骤，当所述板材的温度在890℃～650℃时，控制所述板材的冷却速度为80℃/S；当所述板材的温度降至650℃～50℃时，控制所述板材的冷却速度为40℃/S。
进一步的，所述热处理的具体方法中的B步骤，所述板材从淬火炉炉内取出进入压淬机床时间≤25秒。
进一步的，所述热处理的具体方法中的B步骤，所述淬火剂为水。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明一方面通过优化板材的原料化学成分及其重量百分比，另一方面通过对板材采用淬火+回火的热处理工艺，并分别对淬火+回火的具体工艺方法及参数进行限定，优化产物钢板的金相组织，从而达到拥有良好塑性、韧性等加工性能的同时，还拥有优异的硬度、强度以及耐磨性能。
2.本发明之所以在淬火前先在板材的表面均匀放置炭精，然后将该板材与其表面的炭精一同送入淬火炉炉内，是因为炭精可以消耗淬火炉炉内多余的氧气。
3.本发明之所以限定热处理A步骤在90分钟内将淬火炉炉内温度从提升至890±10℃，是因为该阶段的升温段时间设置不宜太长，特别是低温段。
4.本发明通过限定热处理B步骤“当所述板材的温度在890℃～650℃时，控制所述板材的冷却速度为80℃/S；当所述板材的温度降至650℃～50℃时，控制所述板材的冷却速度为40℃/S”，即采用分温度段的控制冷却速度，不仅防止板材表面出现凸起或变形等缺陷，更优化了板材内部的金相组织，从而提高其硬度、强度以及耐磨等性能要求。
具体实施方式
以下结合实例，对本发明作进一步详述；
实施例1
采用以下具体步骤和具体参数制备：
①冶炼：按照原料化学成分及其重量百分比，准备冶炼所需的原料，将原料进行转炉初炼、LF+RH精炼，获得冶炼钢液；其中，所述原料化学成分及其重量百分比为：C：0.17%、Si：0.29%、Mn：1.29%、P：0.021%、S：0.01%、Cr：0.71%、Mo：0.50%、B：0.0020%、Ni：0.015%；Alt：0.0015%、其余为Fe和不可避免的杂质；
②连铸：将冶炼钢液进行板坯连铸，获得坯料；
③轧制：将坯料放置在加热炉中加热至1200℃，且加热升温时间2h，保温时间1h；然后采用中厚板轧机或连轧轧机直接高温连续轧制加热保温后的坯料；粗轧采用3道次轧制，累计变形量60%，粗轧出口温度为1110℃；精轧采用4道次轧制，末道次压下率15%，累计变形量为70%，精轧入口温度为950℃，终轧温度为820℃；
④冷却：轧后采用层流冷却至560±5℃，冷却速率为20℃/s；
⑤热处理：其具体方法如下：
A.先检查板材是否存在缺陷，如夹层，磕碰等，机械或液压传动是否正常；然后当淬火炉炉内温度≥750℃时，将板材送入该淬火炉炉内，在90分钟内将温度提升至890±10℃，并在该温度下保温15分钟；在将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得的板材送入淬火炉炉内前，先在该板材的表面均匀放置炭精，然后将该板材与其表面的炭精一同送入淬火炉炉内，用以消耗炉内多余的氧气；
B.同样先检查板材是否存在缺陷，如夹层，磕碰等，机械或液压传动是否正常；将经过上述A步骤加热保温处理的板材取出送入压淬机床，加入淬火剂（水），迅速冷却该板材，直至≤25±5℃，然后检查该板材表面有无凸起，严重变形及缺陷；其中，所述板材从淬火炉炉内取出进入压淬机床时间≤25秒；且所述冷却的具体方法为：当所述板材的温度在890℃～650℃时，控制所述板材的冷却速度为80℃/S；当所述板材的温度降至650℃～50℃时，控制所述板材的冷却速度为40℃/S；
C.将经过上述B步骤冷却处理的板材送入回火炉，并在220±10℃的温度下保温2小时。
实施例2
采用以下具体步骤和具体参数制备：
①冶炼：按照原料化学成分及其重量百分比，准备冶炼所需的原料，将原料进行转炉初炼、LF+RH精炼，获得冶炼钢液；其中，所述原料化学成分及其重量百分比为：C：0.11%、Si：0.16 %、Mn：1.06%、P：0.021%、S：0.008%、Cr：0.46%、Mo：0.35%、B：0.0009%、Ni：Alt：0.004%、其余为Fe和不可避免的杂质；
②连铸：将冶炼钢液进行板坯连铸，获得坯料；
③轧制：将坯料放置在加热炉中加热至1200℃，且加热升温时间2h，保温时间1h；然后采用中厚板轧机或连轧轧机直接高温连续轧制加热保温后的坯料；粗轧采用3道次轧制，累计变形量60%，粗轧出口温度为1110℃；精轧采用4道次轧制，末道次压下率15%，累计变形量为70%，精轧入口温度为950℃，终轧温度为820℃；
④冷却：轧后采用层流冷却至590±5℃，冷却速率为15℃/s；
⑤热处理：其具体方法如下：
A.先检查板材是否存在缺陷，如夹层，磕碰等，机械或液压传动是否正常；然后当淬火炉炉内温度≥750℃时，将板材送入该淬火炉炉内，在90分钟内将温度提升至890±10℃，并在该温度下保温15分钟；在将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得的板材送入淬火炉炉内前，先在该板材的表面均匀放置炭精，然后将该板材与其表面的炭精一同送入淬火炉炉内，用以消耗炉内多余的氧气；
B.同样先检查板材是否存在缺陷，如夹层，磕碰等，机械或液压传动是否正常；将经过上述A步骤加热保温处理的板材取出送入压淬机床，加入淬火剂（水），迅速冷却该板材，直至≤25±5℃，然后检查该板材表面有无凸起，严重变形及缺陷；其中，所述板材从淬火炉炉内取出进入压淬机床时间≤25秒；且所述冷却的具体方法为：当所述板材的温度在890℃～650℃时，控制所述板材的冷却速度为80℃/S；当所述板材的温度降至650℃～50℃时，控制所述板材的冷却速度为40℃/S；
C.将经过上述B步骤冷却处理的板材送入回火炉，并在220±10℃的温度下保温2小时。
实施例3
采用以下具体步骤和具体参数制备：
①冶炼：按照原料化学成分及其重量百分比，准备冶炼所需的原料，将原料进行转炉初炼、LF+RH精炼，获得冶炼钢液；其中，所述原料化学成分及其重量百分比为：C：0.24%、Si：0.57 %、Mn：1.91%、P：0.018%、S：0.009%、Cr：0.88%、Mo：0.45%、B：0.0035%、Ni：Alt：0.0050%、其余为Fe和不可避免的杂质；
②连铸：将冶炼钢液进行板坯连铸，获得坯料；
③轧制：将坯料放置在加热炉中加热至1200℃，且加热升温时间2h，保温时间1h；然后采用中厚板轧机或连轧轧机直接高温连续轧制加热保温后的坯料；粗轧采用3道次轧制，累计变形量60%，粗轧出口温度为1110℃；精轧采用4道次轧制，末道次压下率15%，累计变形量为70%，精轧入口温度为950℃，终轧温度为820℃；
④冷却：轧后采用层流冷却至615±5℃，冷却速率为25℃/s；
⑤热处理：其具体方法如下：
A.先检查板材是否存在缺陷，如夹层，磕碰等，机械或液压传动是否正常；然后当淬火炉炉内温度≥750℃时，将板材送入该淬火炉炉内，在90分钟内将温度提升至890±10℃，并在该温度下保温15分钟；在将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得的板材送入淬火炉炉内前，先在该板材的表面均匀放置炭精，然后将该板材与其表面的炭精一同送入淬火炉炉内，用以消耗炉内多余的氧气；
B.同样先检查板材是否存在缺陷，如夹层，磕碰等，机械或液压传动是否正常；将经过上述A步骤加热保温处理的板材取出送入压淬机床，加入淬火剂（水），迅速冷却该板材，直至≤25±5℃，然后检查该板材表面有无凸起，严重变形及缺陷；其中，所述板材从淬火炉炉内取出进入压淬机床时间≤25秒；且所述冷却的具体方法为：当所述板材的温度在890℃～650℃时，控制所述板材的冷却速度为80℃/S；当所述板材的温度降至650℃～50℃时，控制所述板材的冷却速度为40℃/S；
C.将经过上述B步骤冷却处理的板材送入回火炉，并在220±10℃的温度下保温2小时。
以本发明实施例1-3所制得的产物作为试验钢板（厚度为40mm），根据以下检验依据进行性能检测，其机械性能检测结果如表1所示。
检验依据：
1.GB/T 228-2010 金属材料 常温拉伸试验方法；
2.GB/T 229-2007 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法；
3.GB/T 230.1-2018 金属洛氏硬度试验；
4.GB/T 13298 钢的显微组织评定方法；
5.JB/T 9211 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级。
表1性能检测结果
。
Claims (5)
1.一种耐磨钢板的制备方法，依次包括以下步骤：冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理，其特征在于：
所述冶炼的具体方法为：按照原料化学成分及其重量百分比，准备冶炼所需的原料，将原料进行转炉初炼、LF+RH精炼，获得冶炼钢液；其中，所述原料化学成分及其重量百分比为：C：0.10%～0.25%、Si：0.10%～0.60%、Mn：1.00%～2.00%、P≤0.025%、S≤0.010%、Cr：0.30%～0.90%、、Mo：≤0.50%、B：0.0008%～0.0035%、Alt：0.0015%～0.060%、其余为Fe和不可避免的杂质；
所述热处理的具体方法如下：
A.当淬火炉炉内温度≥750℃时，将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得当的板材送入该淬火炉炉内，然后在90分钟内将温度提升至890±10℃，并在该温度下保温15分钟；
B.将经过上述A步骤加热保温处理的板材取出送入压淬机床，加入淬火剂，迅速冷却该板材，直至≤25±5℃；
C.将经过上述B步骤冷却处理的板材送入回火炉，并在220±10℃的温度下保温2小时。
2.根据权利要求书1所述的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述热处理的具体方法中的步骤A，在将经过冶炼、连铸、轧制、冷却、热处理加工处理得的板材送入淬火炉炉内前，先在该板材的表面均匀放置炭精，然后将该板材与其表面的炭精一同送入淬火炉炉内。
3.根据权利要求书1或2所述的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述热处理的具体方法中的B步骤，当所述板材的温度在890℃～650℃时，控制所述板材的冷却速度为80℃/S；当所述板材的温度降至650℃～50℃时，控制所述板材的冷却速度为40℃/S。
4.根据权利要求书3所述的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述热处理的具体方法中的B步骤，所述板材从淬火炉炉内取出进入压淬机床时间≤25秒。
5.根据权利要求书4所述的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述热处理的具体方法中的B步骤，所述淬火剂为水。
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