CN116888296A - 经淬火回火热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法 - Google Patents

经淬火回火热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种经淬火回火热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法，以重量％计，所述高碳热轧钢板包含：C：1.0‑1.4％、Si：0.1‑0.4％、Mn：0.1‑0.8％、Cr：0.3‑11％、W：0.05‑2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，并且碳化物的平均尺寸为0.1‑20μm。

Description

经淬火回火热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回 火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及一种经淬火回火(QT)热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法。
背景技术
高碳钢是指含有0.3％以上的碳或一起含有约0.15％的碳和其它合金元素的钢材。通常，随着碳含量增加，钢材的硬度和强度增加，因此碳是用作调节钢材的物理性能的最经济且有效的元素。在JIS标准中，根据碳的含量来区分钢种，目前转炉中生产的钢种中具有最高的碳含量的钢种为SK120，所述SK120的碳含量为1.15-1.25％。
所述SK120可以通过在奥氏体单相区域的高温下通过急速冷却热处理而将微细组织相变为马氏体，从而可以获得更高的硬度。但是，马氏体的脆性强，因此在奥氏体区域中进行再加热后进行回火以确保韧性。通常，这种一系列的热处理过程称为淬火回火(Quenching-Tempering，淬火回火)。
但是，所述SK120由于含有1.15-1.25％的C，具有淬火回火热处理后的硬度和韧性优异的优点，但由于由回火马氏体单相组成，具有耐磨性低的缺点。
为了弥补这种缺点，开发了一种当使用球化退火热处理的SK120来进行淬火回火热处理时，通过调节再加热温度和时间来使得部分渗碳体残留的方法。但是，渗碳体的硬度为1300Hv的水平，与作为母材的回火马氏体没有大的硬度差，因此难以期待优异的耐磨性。此外，渗碳体在淬火回火热处理过程中在再加热温度区间中全部固溶，因此具有需要高度的热处理技术的缺点。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的一个方面的目的是提供一种经淬火回火热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法。
技术方案
本发明的一个实施方案提供一种经淬火回火热处理的高碳热轧钢板，以重量％计，所述高碳热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，以面积％计，微细组织包含0.1-20％的碳化物和余量的回火马氏体，并且所述碳化物的平均尺寸为0.1-20μm。
本发明的另一个实施方案提供一种高碳冷轧钢板，以重量％计，所述高碳冷轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，以面积％计，微细组织包含：铁素体：20-99.9％、渗碳体：10％以下、珠光体：50％以下和碳化物：0.1-20％，并且所述碳化物的平均尺寸为0.1-20μm。
本发明的另一个实施方案提供一种经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板，以重量％计，所述高碳冷轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，以面积％计，微细组织包含0.1-20％的碳化物、余量的回火马氏体，并且所述碳化物的平均尺寸为0.1-20μm。
本发明的另一个实施方案提供一种制造经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的方法，其包括以下步骤：准备热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质；在740-1100℃下，将准备的所述热轧钢板进行再加热；将再加热的所述热轧钢板以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却；以及在150-600℃下，将冷却的所述热轧钢板进行回火。
本发明的另一个实施方案提供一种制造高碳冷轧钢板的方法，其包括以下步骤：准备热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质；以及将准备的所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板。
本发明的另一个实施方案提供一种制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法，其包括以下步骤：准备热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质；将准备的所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板；在740-1100℃下，将所述冷轧钢板进行再加热；将再加热的所述冷轧钢板以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却；以及在150-600℃下，将冷却的所述冷轧钢板进行回火。
有益效果
根据本发明的一个方面，可以提供一种经淬火回火热处理的高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板、经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板以及它们的制造方法。
最佳实施方式
以下，对本发明的高碳钢进行说明。首先，对本发明的高碳钢的合金组成进行说明。除非另有特别说明，否则以下说明的合金组成的含量表示重量％。
C：1.0-1.4％
C是对提高钢的强度和硬度影响最大的合金元素。C是稳定地形成奥氏体的元素，并且原子的尺寸小，因此以固溶状态存在时，具有固溶强化效果。另外，C在铁素体组织中的固溶极限量低，因此与形成碳化物的合金元素结合形成析出物，或者与Fe结合形成渗碳体(Fe3C)，从而表现出强化效果。C的扩散速度快，因此在高温下保持短时间即可快速发生再分配。因此，所述C对增加马氏体的硬度的影响最大，同时增加钢材的耐磨性。当添加小于1.0％的所述C时，上述提高强度和耐磨性的效果不充分。另一方面，当所述C超过1.4％时，奥氏体在晶界中形成共析渗碳体，因此韧性可能会降低。因此，所述C的含量优选具有1.0-1.4％的范围。所述C含量的下限更优选为1.05％。所述C含量的上限更优选为1.35％，进一步优选为1.3％。
Si：0.1-0.4％
Si是稳定地形成铁素体的元素，所述Si固溶在铁素体中以提高强度。当所述Si小于0.1％时，所述固溶强化效果不充分，当所述Si超过0.4％时，热加工性和韧性降低。因此，所述Si的含量优选具有0.1-0.4％的范围。所述Si含量的上限更优选为0.35％。
Mn：0.1-0.8％
Mn作为脱氧和脱硫剂具有提高钢的洁净度的效果。此外，考虑到冷却水平，添加Mn以确保淬透性。当所述Mn小于0.1％时，所述效果不充分，当所述Mn超过0.8％时，在厚度中心部中形成偏析层，导致加工性降低。因此，所述Mn的含量优选具有0.1-0.8％的范围。所述Mn含量的上限更优选为0.7％，进一步优选为0.6％。
Cr：0.3-11％
Cr是铁素体稳定化元素，所述Cr是固溶在基体组织中以确保淬透性的元素。此外，所述Cr与C结合形成硬质的Cr7C3碳化物，因此具有提高硬度和耐磨性的效果。当所述Cr小于0.3％时，所述效果不充分，当所述Cr超过11％时，由于过度的淬透性和粗大的Cr7C3碳化物的形成，韧性可能会降低。因此，所述Cr的含量优选具有0.3-11％的范围。所述Cr含量的上限更优选为10.5％。
W：0.05-2.5％
W与C结合形成2300-2800Hv的硬质碳化物，从而提高耐磨性。为了上述效果，优选添加0.05％以上的W。但是，当所述W超过2.5％时，由于过度的淬透性，存在引发脆性的风险。因此，所述W的含量优选具有0.05-2.5％的范围。所述W含量的上限更优选为2.45％以下，进一步优选为2.35％以下。
P：0.03％以下
P是在炼钢过程中无法滤除的杂质，含量越少，越可以提高清洁度和加工性。但是，在本发明中，考虑到经济性，将P的上限控制在0.03％。
S：0.03％以下
S是在炼钢过程中无法滤除的杂质，含量越少，越可以提高清洁度和加工性。但是，在本发明中，考虑到经济性，将S的上限控制在0.03％。
Al：0.02％以下
Al是通常在炼钢过程中用作脱氧剂的元素，并且添加Al以确保清洁度。但是，在本发明中，考虑到其效果和经济性，控制在0.02％以下。
除了上述钢组成之外，其余可以包含Fe和不可避免的杂质。在通常的钢铁制造工艺中可能会无意中混入不可避免的杂质，因此不能全面排除这些杂质，并且通常的铁钢制造领域的技术人员可以容易理解其含义。此外，本发明中不全面排除除了上述钢组成之外的其它组成的添加。
另外，在本发明中，除了上述合金组成之外，可以进一步包含选自V：0.8％以下(0％除外)、Mo：2.5％以下(0％除外)和Nb：1.5％以下(0％除外)中的一种以上。
V：0.8％以下(0％除外)
V与C结合形成约2300Hv的硬质碳化物，从而提高耐磨性。但是，当V超过0.8％时，由于含有粗大的V的碳化物，可能会发生产生脆性的缺点。因此，所述V的含量优选具有0.8％以下的范围。所述V含量的下限更优选为0.01％，进一步优选为0.05％。所述V含量的上限更优选为0.7％。
Mo：2.5％以下(0％除外)
Mo单独或与V、Nb等元素一起与C结合形成硬质的碳化物，从而提高耐磨性。此外，与Cr同样具有提高淬透性的效果。但是，当所述Mo超过2.5％时，由于过度的淬透性，存在引发脆性的风险。因此，所述Mo的含量优选为2.5％以下。所述Mo含量的下限更优选为0.1％，进一步优选为0.2％。所述Mo含量的上限更优选为2.4％。
Nb：1.5％以下(0％除外)
Nb与C结合形成硬质碳化物以提高耐磨性。但是，Nb的析出温度为约1300℃且为高温，因此当大量添加时形成粗大的碳化物，因此可能会使韧性降低，因此优选添加1.5％以下的Nb。因此，所述Nb的含量优选为1.5％以下。所述Nb含量的下限更优选为0.05％，进一步优选为0.1％。所述Nb含量的上限更优选为1.2％。
以下，对本发明的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板进行说明。
以面积％计，本发明的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的微细组织优选包含0.1-20％的碳化物和余量的回火马氏体。在本发明中，通过包含回火马氏体作为基体组织，可以确保优异的耐磨性和抗冲击性。此外，本发明通过确保适当分数的碳化物来提高耐磨性。当所述碳化物的分数小于0.1％时，具有难以期待通过硬质碳化物来确保耐磨性的缺点，当所述碳化物的分数超过20％时，具有由于脆性而使材料容易被破坏的缺点。所述碳化物的分数的下限更优选为0.2％，进一步优选为0.5％。所述碳化物的分数的上限更优选为18％，进一步优选为16％。另外，在本发明中，所述碳化物的种类没有特别限制，例如，可以是包含W、V、Mo和Nb中的一种以上的单独的碳化物或复合碳化物。另外，本发明的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的微细组织由于制造工艺的原因可能不可避免地包含总量小于10％的铁素体、珠光体、贝氏体和残余奥氏体中的一种以上。当所述铁素体、珠光体、贝氏体和残余奥氏体中的一种以上的总量为10％以上时，硬度可能会降低。所述铁素体、珠光体、贝氏体和残余奥氏体中的一种以上的总量更优选为7％以下，进一步优选为5％。
所述碳化物的平均尺寸可以为0.1-20μm。当所述碳化物的尺寸小于0.1μm时，提高硬度的效果甚微，并且当所述碳化物的尺寸超过20μm时，可能会引发钢材的脆性。所述碳化物的平均尺寸的下限更优选为0.3μm，进一步优选为0.5μm。所述碳化物的平均尺寸的上限更优选为17μm，进一步优选为15μm。
根据如上所述提供的本发明的一个实施方案的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板具有350Hv以上的硬度。此外，当通过ASTMG99方法测试耐磨性时，在所述经淬火回火热处理的高碳热轧钢板中，当淬火回火前的再加热温度为800℃时，磨损减少量可以为35mg以下，当淬火回火前的再加热温度为850℃时，磨损减少量可以为27mg以下，当淬火回火前的再加热温度为900℃时，磨损减少量可以为25mg以下。由此，可以同时确保优异的硬度和耐磨性。
以下，对本发明的高碳冷轧钢板进行说明。
以面积％计，本发明的高碳冷轧钢板的微细组织可以包含：铁素体：20-99.9％、渗碳体：10％以下、珠光体：50％以下和碳化物：0.1-20％。当所述铁素体小于20％时，无法确保低硬度特性，因此具有冷轧等加工性差的缺点，当所述铁素体超过99.9％时，无法确保渗碳体或硬质碳化物，因此具有淬火回火热处理后的耐磨性降低的缺点。所述铁素体的分数的下限更优选为30％，进一步优选为40％。所述铁素体的分数的上限更优选为99.8％，进一步优选为99.5％。当所述渗碳体超过20％时，引发材料的脆性，因此具有难以加工的缺点。所述渗碳体的分数的下限更优选为0.1％，进一步优选为0.3％。所述渗碳体的分数的上限更优选为8％，进一步优选为7％。当所述珠光体超过50％时，无法确保低硬度特性，因此具有冷轧等的加工性差的缺点。所述珠光体的分数的下限更优选为1％，进一步优选为5％。所述珠光体的分数的上限更优选为40％，进一步优选为30％。当所述碳化物的分数小于0.1％时，由于硬质碳化物，具有难以确保耐磨性的缺点，当所述碳化物的分数超过20％时，由于脆性，具有材料容易被破坏的缺点。所述碳化物的分数的下限更优选为0.2％，进一步优选为0.5％。所述碳化物的分数的上限更优选为18％，进一步优选为16％。
所述碳化物的平均尺寸可以为0.1-20μm。当所述碳化物的尺寸小于0.1μm时，提高硬度的效果甚微，当所述碳化物的尺寸超过20μm时，可能会引发钢材的脆性。所述碳化物的平均尺寸的下限更优选为0.3μm，进一步优选为0.5μm。所述碳化物的平均尺寸的上限更优选为17μm，进一步优选为15μm。
如上所述提供的本发明的根据一个实施方案的高碳冷轧钢板可以具有350Hv以下的硬度。通过确保如上所述低的硬度，可以确保高成型性，由此作为后工序的构件可以顺利成型。
以下，对本发明的经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板进行说明。
以面积％计，本发明的经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的微细组织优选包含0.1-20％的碳化物、余量的回火马氏体。本发明通过包含回火马氏体作为基体组织，可以确保优异的耐磨性和抗冲击性。此外，本发明中通过确保适当分数的碳化物来提高耐磨性。当所述碳化物的分数小于0.1％时，由于硬质碳化物，具有难以期待确保耐磨性的缺点，当所述碳化物的分数超过20％时，由于脆性，具有材料容易被破坏的缺点。所述碳化物的分数的下限更优选为0.2％，进一步优选为0.5％。所述碳化物的分数的上限更优选为18％，进一步优选为16％。另外，在本发明中，所述碳化物的种类没有特别限制，例如，可以是包含W、V、Mo和Nb中的一种以上的单独碳化物或复合碳化物。另外，本发明的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的微细组织由于制造工艺的原因可能不可避免地包含总量小于10％的铁素体、珠光体、贝氏体和残余奥氏体中的一种以上。当所述铁素体、珠光体、贝氏体和残余奥氏体中的一种以上的总量为10％以上时，硬度可能会降低。所述铁素体、珠光体、贝氏体和残余奥氏体中的一种以上的总量更优选为7％以下，进一步优选为5％。
所述碳化物的平均尺寸可以为0.1-20μm。当所述碳化物的尺寸小于0.1μm时，提高硬度的效果甚微，并且当所述碳化物的尺寸超过20μm时，可能会引发钢材的脆性。所述碳化物的平均尺寸的下限更优选为0.3μm，进一步优选为0.5μm。所述碳化物的平均尺寸的上限更优选为17μm，进一步优选为15μm。
根据如上所述提供的本发明的一个实施方案的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板具有350Hv以上的硬度。此外，当通过ASTMG99方法测试耐磨性时，在所述经淬火回火热处理的高碳热轧钢板中，当淬火回火前的再加热温度为900℃时，磨损减少量可以为25mg以下。由此，可以同时确保优异的硬度和耐磨性。
以下，对根据本发明的一个实施方案的制造经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的方法进行说明。
首先，准备具有上述合金组成的热轧钢板。准备所述热轧钢板的步骤可以包括以下步骤：在1100-1300℃下，将板坯进行加热；以及在700-1100℃下，将加热的所述板坯进行热轧。当所述板坯的加热温度低于1100℃时，宿热程度低，因此可能难以轧制，当所述板坯的加热温度超过1300℃时，发生高温氧化，或者根据是否产生炉内温度偏差，具有板坯可能会局部熔融的缺点。当所述热轧温度低于700℃时，由于材料的强度高，具有热轧负荷可能会增加的缺点，当所述热轧温度超过1100℃时，由于高温氧化，表面质量可能会变差。
如上所述准备的热轧钢板可以具有珠光体、在晶界上析出部分渗碳体的珠光体、贝氏体和马氏体中的一种以上的微细组织。此外，准备的所述热轧钢板可以具有200Hv以上的硬度。
之后，在740-1100℃下，将所述热轧钢板进行再加热。当所述热轧钢板的再加热温度低于740℃时，无法确保奥氏体，因此具有在快速冷却后发生不发生马氏体相变的缺点，当所述热轧钢板的再加热温度超过1100℃时，由于晶粒过度生长，可能无法确保期望的物理性能。所述热轧钢板的再加热温度的下限更优选为800℃。所述热轧钢板的再加热温度的上限更优选为1050℃。
之后，将再加热的所述热轧钢板以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却。当所述冷却速度小于10℃时，在再加热后的冷却过程中具有可能会生成铁素体、珠光体等低硬度微细组织的缺点。所述冷却速度更优选为40℃以上，更优选为90℃/秒以上，最优选为100℃/秒以上。另外，在本发明中，所述冷却速度越快越优选，因此所述冷却速度的上限没有特别限制。但是，由于设计上的局限性，可能难以超过200℃/秒。
之后，在150-600℃下，将冷却的所述热轧钢板进行回火。当所述回火温度低于150℃时，位错的恢复不足，因此具有没有回火效果的缺点，当所述回火温度超过600℃时，具有可能不会发生相变的缺点。所述回火温度的下限更优选为170℃，进一步优选为190℃。所述回火温度的上限更优选为500℃，进一步优选为450℃，最优选为380℃。
以下，对本发明的制造高碳冷轧钢板的方法进行说明。
首先，准备具有上述合金组成的热轧钢板。准备所述热轧钢板的步骤可以包括以下步骤：在1100-1300℃下，将板坯进行加热；以及在700-1100℃下，将加热的所述板坯进行热轧。当所述板坯的加热温度低于1100℃时，宿热程度低，因此可能难以轧制，当所述板坯的加热温度超过1300℃时，发生高温氧化，或者根据是否产生炉内温度偏差，具有板坯可能会局部熔融的缺点。当所述热轧温度低于700℃时，材料的强度高，具有热轧负荷可能会增加的缺点，当所述热轧温度超过1100℃时，由于高温氧化，表面质量可能会变差。
如上所述准备的热轧钢板可以具有珠光体、在晶界上析出部分渗碳体的珠光体、贝氏体和马氏体中的一种以上的微细组织。此外，准备的所述热轧钢板可以具有200Hv以上的硬度。
另外，可以进一步包括在630-850℃下将准备的所述热轧钢板进行球化退火热处理的工艺。所述球化退火热处理的目的是抑制热轧钢板的高强度导致不能进行冷轧工艺或者设备上产生缺陷。即，所述球化退火热处理的目的是通过具有特别高的强度的渗碳体的球化来降低强度以顺利进行冷轧工艺。当所述球化退火热处理的温度低于630℃时，球化所需的时间过长，可能会具有经济性降低的缺点，当所述球化退火热处理的温度超过800℃时，在热处理过程中生成珠光体，因此降低强度或硬度的效果可能甚微。所述球化退火热处理温度的下限更优选为650℃，进一步优选为670℃。所述所述球化退火热处理温度的上限更优选为830℃，进一步优选为810℃。
之后，将所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板。所述冷轧工艺可以通过本技术领域中通常进行的方法来进行。因此，在本发明中，只要可以获得期望的厚度的冷轧钢板，则所述冷轧工艺没有特别限制。
另外，所述制造高碳冷轧钢板的方法可以包括将上述球化退火热处理和冷轧工艺进行1次或2次以上。
以下，对根据本发明的一个实施方案的制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法进行说明。
首先，准备具有上述合金组成的热轧钢板。准备所述热轧钢板的步骤可以包括以下步骤：在1100-1300℃下，将板坯进行加热；以及在700-1100℃下，将加热的所述板坯进行热轧。当所述板坯的加热温度低于1100℃时，宿热程度低，因此可能难以轧制，当所述板坯的加热温度超过1300℃时，发生高温氧化，或者根据是否产生炉内温度偏差，具有板坯可能会局部熔融的缺点。当所述热轧温度低于700℃时，由于材料的强度高，具有热轧负荷可能会增加的缺点，当所述热轧温度超过1100℃时，由于高温氧化，表面质量可能会变差。
如上所述准备的热轧钢板可以具有珠光体、在晶界上析出部分渗碳体的珠光体、贝氏体和马氏体中的一种以上的微细组织。此外，准备的所述热轧钢板可以具有200Hv以上的硬度。
另外，可以进一步包括在630-850℃下将准备的所述热轧钢板进行球化退火热处理的工艺。所述球化退火热处理的目的是抑制热轧钢板的高强度导致不能进行冷轧工艺或者设备上产生缺陷。即，所述球化退火热处理的目的是通过具有特别高的强度的渗碳体的球化来降低强度以顺利进行冷轧工艺。当所述球化退火热处理的温度低于630℃时，球化所需的时间过长，可能会具有经济性降低的缺点，当所述球化退火热处理的温度超过800℃时，在热处理过程中生成珠光体，因此降低强度或硬度的效果可能甚微。所述球化退火热处理温度的下限更优选为650℃，进一步优选为670℃。所述所述球化退火热处理温度的上限更优选为830℃，进一步优选为810℃。
之后，将所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板。所述冷轧工艺可以通过本技术领域中通常进行的方法来进行。因此，在本发明中，只要可以获得期望的厚度的冷轧钢板，则所述冷轧工艺没有特别限制。
之后，在740-1100℃下，将所述冷轧钢板进行再加热。当所述冷轧钢板的再加热温度低于740℃时，无法确保奥氏体，因此具有在快速冷却后发生不发生马氏体相变的缺点，当所述冷轧钢板的再加热温度超过1100℃时，由于晶粒过度生长，可能无法确保期望的物理性能。所述冷轧钢板的再加热温度的下限更优选为800℃。所述冷轧钢板再加热温度的上限更优选为1050℃。
之后，将再加热的所述冷轧钢板以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却。当所述冷却速度小于10℃/秒时，在再加热后的冷却过程中具有可能会生成铁素体、珠光体等低硬度微细组织的缺点。所述冷却速度更优选为40℃以上，更优选为90℃/秒以上，最优选为100℃/秒以上。另外，在本发明中，所述冷却速度越快越优选，因此所述冷却速度的上限没有特别限制。但是，由于设计上的局限性，可能难以超过200℃/秒。
之后，在150-600℃下，将冷却的所述冷轧钢板进行回火。当所述回火温度低于150℃时，位错的恢复不足，因此具有没有回火效果的缺点，当所述回火温度超过600℃时，具有可能不会发生相变的缺点。所述回火温度的下限更优选为170℃，进一步优选为190℃。所述回火温度的上限更优选为500℃，进一步优选为450℃，最优选为380℃。
具体实施方式
以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是，以下实施例仅用于更详细地说明本发明，并且不限定本发明的权利范围。
(实施例1)
在1200℃下，将具有下表1的合金组成的板坯进行加热，然后在900℃下进行热轧以获得热轧钢板，测量热轧钢板的硬度，并一同示于下表1中。分别在800℃、850℃和900℃下，将如上所述获得的热轧钢板进行再加热，然后以80℃/秒的冷却速度进行冷却，并在200℃下进行回火以制造经淬火回火热处理的热轧钢板。
在测量如上所述制造的经淬火回火热处理的热轧钢板的微细组织、硬度和耐磨性后，将其结果记载于下表2中。
微细组织的分数使用基于热力学特性的Thermo Calc软件来计算。
碳化物的尺寸通过使用FE-SEM扫描电子显微镜来进行观察。具体地，在使用砂纸将试片抛光至#400至#2000后，用1μm的金刚石磨料进行最终抛光，在2％的硝酸浸蚀液蚀刻剂(nital etchant)中进行处理后，使用图像分析程序进行观察。
硬度通过使用维氏硬度计来进行测量。此时，以10kg的测量载荷重复测试5次以计算平均值。
耐磨性评价根据ASTM G99方法进行球盘(Ball-on-disk)测试。此时，将以直径：31mm、厚度：5mm的盘(Disk)形状加工的试片和直径：12.7mm的SiC球(Ball)在常温下以50N的力和1000rpm的速度摩擦3600秒并进行测试。耐磨性表示为从试片的磨损前的重量中减去磨损后的重量的值，即表示为磨损减少量，并且磨损减少量越小，耐磨性越优异。
[表1]
[表2]
通过所述表1和表2可知，在满足本发明提出的条件的发明钢1至发明钢15的情况下，由于确保本发明期望获得的微细组织和碳化物的尺寸，具有优异的硬度和耐磨性。
另一方面，在不满足本发明提出的W含量条件的现有钢或比较钢1至比较钢4的情况下，无法确保本发明期望获得的碳化物的尺寸，因此硬度和耐磨性为低水平。
(实施例2)
在1200℃下，将具有所述实施例1中记载的表1的合金组成的板坯进行加热，然后在900℃下进行热轧以获得热轧钢板，并在770℃下将热轧钢板进行球化退火热处理后进行冷轧以制造冷轧钢板。此外，在900℃下，将冷轧钢板进行再加热，并以40℃/秒的冷却速度进行冷却，然后在210℃下进行回火以制造经淬火回火热处理的冷轧钢板。
在测量如上所述制造的冷轧钢板的微细组织和硬度后，将其结果示于下表3中。此外，在测量如上所述制造的经淬火回火热处理的冷轧钢板的微细组织、硬度和耐磨性后，将其结果记载于下表4中。
微细组织、硬度和耐磨性通过利用与实施例1相同的方法来测量。
[表3]
[表4]
通过所述表3和表4可知，在满足本发明提出的条件的发明钢1至发明钢15的情况下，由于确保本发明期望获得的微细组织和碳化物的尺寸，可以具有优异的硬度和耐磨性。
另一方面，在不满足本发明提出的W含量条件的现有钢或比较钢1至比较钢4的情况下，可知无法确保本发明期望获得的碳化物的尺寸，因此硬度和耐磨性为低水平。

Claims (25)

1.一种经淬火回火热处理的高碳热轧钢板，以重量％计，所述高碳热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，
以面积％计，微细组织包含0.1-20％的碳化物和余量的回火马氏体，
所述碳化物的平均尺寸为0.1-20μm。
2.根据权利要求1所述的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板，其中，所述热轧钢板进一步包含选自V：0.8％以下且0％除外、Mo：2.5％以下且0％除外和Nb：1.5％以下且0％除外中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板，其中，所述热轧钢板具有350Hv以上的硬度。
4.根据权利要求1所述的经淬火回火热处理的高碳热轧钢板，其中，在所述热轧钢板中，当淬火回火前的再加热温度为800℃时，磨损减少量为35mg以下，当淬火回火前的再加热温度为850℃时，磨损减少量为27mg以下，当淬火回火前的再加热温度为900℃时，磨损减少量为25mg以下。
5.一种高碳冷轧钢板，以重量％计，所述高碳冷轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，
以面积％计，微细组织包含：铁素体：20-99.9％、渗碳体：10％以下、珠光体：50％以下和碳化物：0.1-20％，
所述碳化物的平均尺寸为0.1-20μm。
6.根据权利要求5所述的高碳冷轧钢板，其中，所述冷轧钢板进一步包含选自V：0.8％以下且0％除外、Mo：2.5％以下且0％除外和Nb：1.5％以下且0％除外中的一种以上。
7.根据权利要求5所述的高碳冷轧钢板，其中，所述冷轧钢板具有350Hv以下的硬度。
8.一种经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板，以重量％计，所述高碳冷轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质，
以面积％计，微细组织包含0.1-20％的碳化物、余量的回火马氏体，
所述碳化物的平均尺寸为0.1-20μm。
9.根据权利要求8所述的经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板，其中，所述冷轧钢板进一步包含选自V：0.8％以下且0％除外、Mo：2.5％以下且0％除外和Nb：1.5％以下且0％除外中的一种以上。
10.根据权利要求8所述的经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板，其中，所述冷轧钢板具有350Hv以上的硬度。
11.根据权利要求8所述的经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板，其中，在所述冷轧钢板中，当淬火回火前的再加热温度为900℃时，磨损减少量为25mg以下。
12.一种制造经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的方法，其包括以下步骤：
准备热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质；
在740-1100℃下，将准备的所述热轧钢板进行再加热；
将再加热的所述热轧钢板以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却；以及
在150-600℃下，将冷却的所述热轧钢板进行回火。
13.根据权利要求12所述的制造经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的方法，其中，准备所述热轧钢板的步骤包括以下步骤：
在1100-1300℃下，将板坯进行加热；以及
在700-1100℃下，将加热的所述板坯进行热轧。
14.根据权利要求12所述的制造经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的方法，其中，准备的所述热轧钢板具有珠光体、在晶界上析出部分渗碳体的珠光体、贝氏体和马氏体中的一种以上的微细组织。
15.根据权利要求12所述的制造经淬火回火热处理的高碳热轧钢板的方法，其中，准备的所述热轧钢板具有200Hv以上的硬度。
16.一种制造高碳冷轧钢板的方法，其包括以下步骤：
准备热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质；以及
将准备的所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板。
17.根据权利要求16所述的制造高碳冷轧钢板的方法，其中，准备所述热轧钢板的步骤包括以下步骤：
在1100-1300℃下，将板坯进行加热；以及
在700-1100℃下，将加热的所述板坯进行热轧。
18.根据权利要求16所述的制造高碳冷轧钢板的方法，其中，准备的所述热轧钢板具有珠光体、在晶界上析出部分渗碳体的珠光体、贝氏体和马氏体中的一种以上的微细组织。
19.根据权利要求16所述的制造高碳冷轧钢板的方法，其中，准备的所述热轧钢板具有200Hv以上的硬度。
20.根据权利要求16所述的制造高碳冷轧钢板的方法，其中，在所述冷轧前，所述方法进一步包括在630-850℃下将所述热轧钢板进行球化退火热处理的步骤。
21.一种制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法，其包括以下步骤：
准备热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：1.0-1.4％、Si：0.1-0.4％、Mn：0.1-0.8％、Cr：0.3-11％、W：0.05-2.5％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.02％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质；
将准备的所述热轧钢板进行冷轧以获得冷轧钢板；
在740-1100℃下，将所述冷轧钢板进行再加热；
将再加热的所述冷轧钢板以10℃/秒以上的冷却速度进行冷却；以及
在150-600℃下，将冷却的所述冷轧钢板进行回火。
22.根据权利要求21所述的制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法，其中，准备所述热轧钢板的步骤包括以下步骤：
在1100-1300℃下，将板坯进行加热；以及
在700-1100℃下，将加热的所述板坯进行热轧。
23.根据权利要求21所述的制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法，其中，准备的所述热轧钢板具有珠光体、在晶界上析出部分渗碳体的珠光体、贝氏体和马氏体中的一种以上的微细组织。
24.根据权利要求21所述的制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法，其中，准备的所述热轧钢板具有200Hv以上的硬度制造。
25.根据权利要求21所述的制造经淬火回火热处理的高碳冷轧钢板的方法，其中，在所述冷轧前，所述方法进一步包括在630-850℃下将所述热轧钢板进行球化退火热处理的步骤。
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