JP6217671B2 - Thick steel plate with excellent wear resistance in high temperature environments - Google Patents

Thick steel plate with excellent wear resistance in high temperature environments Download PDF

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Description

本発明は、産業機械、運搬機器等で耐摩耗性が要求される部材用に用いられる厚鋼板に関し、特に、高温環境における耐摩耗性に優れたものに関する。   The present invention relates to a thick steel plate used for a member that requires wear resistance in industrial machinery, transportation equipment, and the like, and particularly relates to a steel plate having excellent wear resistance in a high temperature environment.

建設、土木、鉱山等の現場で使用される、例えば、パワーショベル、ブルドーザー、ホッパー、バケット、ダンプトラック等の産業機械、運搬機器等では、その部品に土砂等により摩耗が生じるため、その寿命延長を目的に耐摩耗性に優れた鋼材が用いられている。   For example, industrial machines such as excavators, bulldozers, hoppers, buckets, and dump trucks, and transportation equipment used in construction, civil engineering, and mining sites are subject to wear due to earth and sand. For this purpose, steel materials having excellent wear resistance are used.

特に、扱う土砂等の硬度が高い場合など、摩耗により著しく発熱する摩耗環境に晒される鋼板や、高温環境下で使用される部材は、高温で硬さが低下して、耐摩耗性が低下するため、耐高温摩耗性に優れた耐摩耗鋼材が望まれている。産業機械、運搬機器等は、0℃以下の低温域での使用も想定されることから、高温耐摩耗性に加えて、優れた低温靱性を有することが望まれている。耐摩耗鋼に関しては種々の技術が提案されている。   In particular, steel sheets that are exposed to wear environments that generate significant heat due to wear, such as when the earth and sand handled are high in hardness, and members that are used in high-temperature environments, the hardness decreases at high temperatures and wear resistance decreases. Therefore, a wear resistant steel material excellent in high temperature wear resistance is desired. Industrial machinery, transportation equipment, and the like are also expected to be used in a low temperature range of 0 ° C. or lower, and therefore, it is desired to have excellent low temperature toughness in addition to high temperature wear resistance. Various techniques have been proposed for wear-resistant steel.

例えば、特許文献1では、質量%で、C:0.30〜0.50%、Cr:0.10〜0.50%、Mo:0.05〜1.00%、適正量のSi、Mn、Al、N、Ti、Nb、B、を含有する鋼片を熱間圧延したのち、Ar3変態点以上の温度から焼入れ処理し、続いて焼戻して、低温靭性に優れた高硬度耐摩耗鋼を製造する方法が提案され、Cr、Moを多量含有させることにより、焼入れ性が向上するとともに粒界が強化され低温靭性が向上し、焼戻処理を施すことによりさらに向上することが記載されている。   For example, in Patent Document 1, by mass%, C: 0.30 to 0.50%, Cr: 0.10 to 0.50%, Mo: 0.05 to 1.00%, appropriate amounts of Si, Mn After hot-rolling a steel slab containing Al, N, Ti, Nb, and B, it is quenched from a temperature not lower than the Ar3 transformation point and subsequently tempered to obtain a high-hardness wear-resistant steel with excellent low-temperature toughness. A manufacturing method has been proposed, and it is described that by containing a large amount of Cr and Mo, hardenability is improved, grain boundaries are strengthened, low temperature toughness is improved, and tempering is further improved. .

特許文献2では、質量%で、C:0.18〜0.25%、Si:0.10〜0.30%、Mn:0.03〜0.10%、Cr:1.00〜2.00%、Mo:0.50超〜0.80%、Nb、Al、N、Bの適正量を含有する水焼入れおよび焼戻処理後の靭性並びに耐遅れ破壊特性に優れる高靭性耐摩耗鋼板が提案され、Mn含有量を低く抑え、Cr、Moを多量含有させることにより、焼入れ性が向上し、所定の硬さが確保できるとともに、靭性および耐遅れ破壊特性が向上し、焼戻処理を施すことにより低温靭性が向上することが記載されている。   In patent document 2, it is the mass%, C: 0.18-0.25%, Si: 0.10-0.30%, Mn: 0.03-0.10%, Cr: 1.00-2. A high toughness wear-resistant steel sheet excellent in toughness and delayed fracture resistance after water quenching and tempering treatment containing 00%, Mo: more than 0.50 to 0.80%, and appropriate amounts of Nb, Al, N, B Proposed to keep the Mn content low and to contain a large amount of Cr and Mo, the hardenability is improved, the predetermined hardness can be secured, the toughness and delayed fracture resistance are improved, and the tempering treatment is performed. It is described that the low temperature toughness is improved.

特許文献3では、質量%で、C:0.30〜0.45%、Si:0.10〜0.50%、Mn:0.30〜1.20%、Cr:0.50〜1.40%、Mo:0.15〜0.55%、B:0.0005〜0.0050%、sol.Al:0.015〜0.060%、さらにNbおよび/またはTiの適正量を含有する高靭性耐摩耗鋼が提案され、Cr、Moを多量含有させることにより、焼入れ性が向上するとともに粒界が強化され低温靭性が向上することが記載されている。   In patent document 3, C: 0.30-0.45%, Si: 0.10-0.50%, Mn: 0.30-1.20%, Cr: 0.50-1. 40%, Mo: 0.15-0.55%, B: 0.0005-0.0050%, sol. Al: 0.015 to 0.060% and a high toughness wear-resistant steel containing an appropriate amount of Nb and / or Ti has been proposed. By containing a large amount of Cr and Mo, the hardenability is improved and the grain boundary is increased. Is strengthened and low temperature toughness is improved.

特許文献4では、質量%で、C:0.05〜0.40%、Cr:0.1〜2.0%、Si、Mn、Ti、B、Al、Nの適正量を必須成分とし、必要に応じて、更にCu、Ni、Mo、Vの一種または二種以上を含有する組成の鋼を、900℃以下のオーステナイト未再結晶域で累積圧下率50%以上で熱間圧延し、Ar3点以上から焼入れし、その後、焼戻する耐摩耗鋼の製造方法が提案され、オーステナイト粒が展伸した組織を直接焼入れ、焼戻して、旧オーステナイト粒を展伸させた焼戻マルテンサイト組織とすることにより、低温靭性が顕著に向上することが記載されている。   In Patent Document 4, by mass%, C: 0.05 to 0.40%, Cr: 0.1 to 2.0%, Si, Mn, Ti, B, Al, and N as appropriate components as essential components, If necessary, a steel having a composition containing one or more of Cu, Ni, Mo, and V is hot-rolled at a cumulative reduction of 50% or more in an austenite non-recrystallized region at 900 ° C. or lower, and Ar 3 A method of manufacturing a wear-resistant steel that is quenched from above and then tempered is proposed, and a structure in which austenite grains are expanded is directly quenched and tempered to obtain a tempered martensite structure in which old austenite grains are expanded. Thus, it is described that the low temperature toughness is remarkably improved.

特許文献5では、質量%で、C:0.23〜0.35%、Si、Mn、Nb、Ti、Bの適正量を必須成分として含み、必要に応じて、さらにCu、Ni、Cr、Mo、Vの一種または二種以上を含有する耐摩耗鋼板が提案され、成分を所定の値に調整し、鋼片を1200〜1250℃に加熱することで、再加熱焼入れ後の耐摩耗性が確保され、さらに低温靱性が向上することが記載されている。   In Patent Document 5, by mass%, C: 0.23 to 0.35%, Si, Mn, Nb, Ti, B contains an appropriate amount as an essential component, and if necessary, further Cu, Ni, Cr, A wear-resistant steel sheet containing one or more of Mo and V has been proposed, the components are adjusted to predetermined values, and the steel slab is heated to 1200 to 1250 ° C., so that the wear resistance after reheating and quenching is improved. It is ensured and the low temperature toughness is further improved.

特許文献6では、質量%で、C:0.10〜0.30%、Si:0.05〜1.0%、Mn:0.1〜2.0%、W:0.10〜1.40%、B:0.0003〜0.0020%を含み、さらにTi:0.005〜0.10%および/またはAl:0.035〜0.1%を必須成分として含み、必要に応じて、さらにCu、Ni、Cr、V、Ca、REMのうちから1種以上を含有する組成の耐摩耗鋼板が提案され、高い表面硬さを有し、耐摩耗性に優れ、さらに低温靭性にも優れるとしている。   In patent document 6, C: 0.10-0.30%, Si: 0.05-1.0%, Mn: 0.1-2.0%, W: 0.10-1. 40%, B: 0.0003-0.0020%, Ti: 0.005-0.10% and / or Al: 0.035-0.1% as an essential component, if necessary Furthermore, a wear-resistant steel sheet having a composition containing at least one of Cu, Ni, Cr, V, Ca, and REM has been proposed, and has high surface hardness, excellent wear resistance, and low temperature toughness. It is said to be excellent.

特許文献7では、質量%で、C:0.05〜0.30%、Ti:0.1〜1.2%を含有し、固溶C量が0.03%以下で、必要に応じて、更に、Nb、V、Mo、W、Si、Mn、Cu、Ni、B、Crの1種または2種以上を含有する組成を有し、マトリクスをフェライト相とし、当該マトリクス中に硬質相が分散した組織を有する耐摩耗鋼板が記載され、硬さの顕著な上昇を伴うことなく、土砂摩耗に対する耐摩耗性、および曲げ加工性がともに向上するとしている。   In patent document 7, C: 0.05-0.30% and Ti: 0.1-1.2% are contained by the mass%, and the amount of solid solution C is 0.03% or less, as needed. Furthermore, it has a composition containing one or more of Nb, V, Mo, W, Si, Mn, Cu, Ni, B, and Cr, the matrix is a ferrite phase, and the hard phase is in the matrix A wear-resistant steel sheet having a dispersed structure is described, and both wear resistance against earth and sand wear and bending workability are improved without a significant increase in hardness.

特開平08−41535号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-41535 特開平02−179842号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-179842 特開昭61−166954号公報JP-A 61-166554 特開2002−20837号公報JP 2002-20837 A 特開2004−270001号公報JP 2004-270001 A 特開2007−92155号公報JP 2007-92155 A 特開2007−197813号公報JP 2007-197813 A

特許文献1〜6に記載された各技術は、低温靱性および耐摩耗性を具備することが目的で、また、特許文献7に記載された技術は、曲げ加工性と耐摩耗性を兼備させることを目的とし、いずれも高温環境下における摩耗についての検討は行われていない。   Each technique described in Patent Documents 1 to 6 is intended to have low-temperature toughness and wear resistance, and the technique described in Patent Document 7 combines bending workability and wear resistance. No study has been made on wear in a high temperature environment.

また、特許文献1〜4に記載された各技術は、焼戻しを行うことを要件としており、製造コストが増大するという問題がある。   Moreover, each technique described in Patent Literatures 1 to 4 requires tempering, and there is a problem that the manufacturing cost increases.

本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたもので、安価で、優れた低温靱性を備えた、高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a thick steel plate that is inexpensive, has excellent low-temperature toughness, and has excellent wear resistance in a high-temperature environment.

本発明者等は、上記目的を達成するため、低温靭性、耐高温摩耗性に対する各種要因の影響について鋭意検討を重ねた。その結果、Wを適正量含有する組成とすることにより、耐高温摩耗性が著しく向上することを見出した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive studies on the influence of various factors on low temperature toughness and high temperature wear resistance. As a result, it has been found that the high temperature wear resistance is remarkably improved by using a composition containing an appropriate amount of W.

さらに、焼入れ性を向上させて、焼入れままマルテンサイト相を主相とする組織にして、表面硬さを、ブリネル硬さHBW10/3000で400以上とし、焼入れままマルテンサイト相の旧オーステナイト(γ)粒径を30μm以下まで微細化することにより、優れた耐高温摩耗性を確保しながら、優れた低温靱性も確保することができることを見出した。   Furthermore, the hardenability is improved, and the hardened martensite phase is the main phase, the surface hardness is 400 or more with Brinell hardness HBW10 / 3000, and the old austenite (γ) of the martensite phase as quenched. It has been found that by reducing the particle size to 30 μm or less, excellent low temperature toughness can be ensured while ensuring excellent high temperature wear resistance.

本発明は、上記知見を基に、さらに検討を加えて完成されたもので、すなわち、本発明は、
(1)質量%で、
C:0.18〜0.25%、
Si:0.05〜1.00%、
Mn:0.10〜2.00%、
P:0.020%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.005〜0.100%、
Cr:0.05〜2.00%、
Nb:0.005〜0.100%、
Ti:0.005〜0.100%、
W:0.05〜1.00%、
下記の(1)式で定義されるDI*が45.0以上、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、旧オーステナイト粒径が30μm以下である焼入れままマルテンサイト相を主相とする組織と、さらに、表面硬さが、ブリネル硬さHBW10/3000で400以上を有することを特徴とする高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
DI*=33.85×(0.1×C)0.5×(0.7×Si+1)×(3.33×Mn+1)×(0.35×Cu+1)×(0.36×Ni+1)×(2.16×Cr+1)×(3×Mo+1)×(1.75×V+1)×(1.5×W+1) (1)
式において、各合金元素は含有量(質量%)とし、含有しない元素は0とする。
(2)
さらに、質量%で、
N:0.0015〜0.0050%、
を含有することを特徴とする(1)に記載の高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
(3)さらに、質量%で、
Mo:0.05〜1.00%、
Cu:0.03〜1.00%、
Ni:0.03〜2.00%、
V:0.005〜0.100%、
B:0.0003〜0.0030%
から選ばれる一種または二種以上を含有することを特徴とする(1)または(2)に記載の高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
(4)さらに、質量%で、
REM:0.0005〜0.0080%、
Ca:0.0005〜0.0050%、
Mg:0.0005〜0.0050%、
から選ばれる一種または二種以上を含有することを特徴とする(1)ないし(3)のいずれか一つに記載の高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
The present invention has been completed with further studies based on the above findings.
(1) In mass%,
C: 0.18 to 0.25%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.10 to 2.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.0050% or less,
Al: 0.005 to 0.100%,
Cr: 0.05 to 2.00%,
Nb: 0.005 to 0.100%,
Ti: 0.005 to 0.100%,
W: 0.05-1.00%,
A composition comprising DI * defined by the following formula (1) of 45.0 or more, the balance Fe and inevitable impurities, and a structure having a martensite phase as a main phase as-quenched with a prior austenite grain size of 30 μm or less; Furthermore, a thick steel plate having excellent wear resistance in a high-temperature environment, wherein the surface hardness is 400 or more in Brinell hardness HBW10 / 3000.
DI * = 33.85 × (0.1 × C) 0.5 × (0.7 × Si + 1) × (3.33 × Mn + 1) × (0.35 × Cu + 1) × (0.36 × Ni + 1) × (2.16 × Cr + 1) × (3 × Mo + 1) × (1.75 × V + 1) × (1.5 × W + 1) (1)
In the formula, each alloy element is a content (% by mass), and an element not contained is 0.
(2)
Furthermore, in mass%,
N: 0.0015 to 0.0050%,
The thick steel plate having excellent wear resistance in a high-temperature environment as described in (1).
(3) Furthermore, in mass%,
Mo: 0.05-1.00%,
Cu: 0.03-1.00%,
Ni: 0.03-2.00%,
V: 0.005-0.100%,
B: 0.0003 to 0.0030%
A thick steel plate having excellent wear resistance in a high-temperature environment according to (1) or (2), comprising one or more selected from the group consisting of:
(4) Furthermore, in mass%,
REM: 0.0005 to 0.0080%,
Ca: 0.0005 to 0.0050%,
Mg: 0.0005 to 0.0050%,
The thick steel plate having excellent wear resistance in a high-temperature environment according to any one of (1) to (3), comprising one or more selected from the group consisting of:

本発明によれば、優れた低温靭性を備え、さらに、扱う土砂等の硬度が高い場合など、摩耗により著しく発熱する摩耗環境に晒される部材や、高温環境下で使用される部材に用いる際に求められる優れた耐高温摩耗性を備えた厚鋼板が得られ、産業上格段の効果を有する。   According to the present invention, it has excellent low temperature toughness, and when it is used for a member exposed to a wear environment that generates significant heat due to wear, such as when the hardness of earth and sand to be handled is high, or a member used in a high temperature environment. A thick steel plate having the required high-temperature wear resistance is obtained, and has a remarkable industrial effect.

本発明に係る耐摩耗鋼板は成分組成、ミクロ組織、表面硬さを規定する。
[成分組成]以下の説明で%は質量%とする。
The wear-resistant steel sheet according to the present invention defines the component composition, microstructure, and surface hardness.
[Component Composition] In the following description, “%” means “mass%”.

C:0.18〜0.25%
Cは、鋼板の硬さを高め、耐摩耗性を向上させるために重要な元素である。Cが0.18%未満では十分な硬さが得られない。一方、0.25%を超える多量の含有は、溶接性、低温靭性および加工性を低下させるため、0.18〜0.25%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.20〜0.23%である。
C: 0.18 to 0.25%
C is an important element for increasing the hardness of the steel sheet and improving the wear resistance. If C is less than 0.18%, sufficient hardness cannot be obtained. On the other hand, a large content exceeding 0.25% is limited to a range of 0.18 to 0.25% in order to reduce weldability, low temperature toughness and workability. In addition, Preferably it is 0.20 to 0.23%.

Si:0.05〜1.00%
Siは、溶鋼の脱酸剤として作用する有効な元素であり、また、固溶強化により鋼板の強度向上に有効に寄与する元素である。このような効果を確保するためには0.05%以上の含有を必要とする。一方、1.00%を超えて多量に含有すると、延性、靭性が低下し、また介在物が増加するため、0.05〜1.00%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.15〜0.45%である。
Si: 0.05-1.00%
Si is an effective element that acts as a deoxidizer for molten steel, and is an element that contributes effectively to improving the strength of the steel sheet by solid solution strengthening. In order to ensure such an effect, the content of 0.05% or more is required. On the other hand, when it contains more than 1.00%, ductility and toughness are lowered and inclusions are increased, so the content is limited to 0.05 to 1.00%. In addition, Preferably it is 0.15-0.45%.

Mn:0.10〜2.00%
Mnは、焼入れ性を向上させる元素である。このような効果を確保するためには、0.10%以上含有する必要がある。一方、2.00%を超えて含有すると、Cr、Moを含有する高強度鋼では焼き戻し脆性が発生するとともに、溶接熱影響部の硬さが高くなり溶接性が低下するため、0.10〜2.00%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.40〜1.70%、より好ましくは0.50〜1.00%である。
Mn: 0.10 to 2.00%
Mn is an element that improves hardenability. In order to ensure such an effect, it is necessary to contain 0.10% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.00%, high-strength steel containing Cr and Mo causes temper embrittlement and also increases the hardness of the weld heat affected zone and decreases weldability. It was limited to a range of ˜2.00%. In addition, Preferably it is 0.40 to 1.70%, More preferably, it is 0.50 to 1.00%.

P:0.020%以下
Pは、鋼中に多量含有すると低温靭性の低下を招くため、0.020%を上限とする。できるだけ低減することが望ましいが、過度の低減は精錬コストの高騰を招くため、0.005%以上とすることが望ましい。
P: 0.020% or less Since P causes a decrease in low temperature toughness when contained in a large amount in steel, the upper limit is 0.020%. Although it is desirable to reduce as much as possible, excessive reduction leads to an increase in refining cost, so it is desirable to make it 0.005% or more.

S:0.0050%以下
Sは、鋼中に多量に含まれるとMnSとして析出し、破壊発生の起点となり、靭性の劣化を招くため、0.0050%を上限とする。できるだけ低減することが望ましいが、過度の低減は精錬コストの高騰を招くため、0.0005%以上とすることが望ましい。
S: 0.0050% or less When S is contained in a large amount in steel, it precipitates as MnS, becomes a starting point of occurrence of fracture, and causes deterioration of toughness, so 0.0050% is made the upper limit. Although it is desirable to reduce as much as possible, excessive reduction leads to an increase in refining cost, so it is desirable to make it 0.0005% or more.

Al:0.005〜0.100%
Alは、溶鋼の脱酸剤として作用する有効な元素であり、また、結晶粒の微細化により低温靱性の向上に寄与する。このような効果を得るためには0.005%以上の含有を必要とする。一方、0.100%を超えて含有すると、溶接性が低下するため、0.005〜0.100%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.015〜0.035%である。
Al: 0.005 to 0.100%
Al is an effective element that acts as a deoxidizer for molten steel, and contributes to improvement of low-temperature toughness by refining crystal grains. In order to acquire such an effect, 0.005% or more of content is required. On the other hand, if the content exceeds 0.100%, the weldability decreases, so the content is limited to the range of 0.005 to 0.100%. In addition, Preferably it is 0.015-0.035%.

Cr:0.05〜2.00%
Crは、焼入れ性を高め、マルテンサイト相を微細化することにより低温靱性を向上させる効果を有する。Crは、摩耗による発熱あるいは高温に曝される環境において、固溶強化により高温硬さの低下を抑制し、耐高温摩耗性の向上に寄与する。このような効果を得るためには0.05%以上の含有を必要とする。0.05%未満では、このような効果を十分に発揮することができない。一方、2.00%を超えて含有すると、溶接性が低下するとともに、製造コストが高騰する。このため、Crは0.05〜2.00%の範囲に限定した。なお、好ましくは、0.07〜1.00%、より好ましくは0.20〜0.90%の範囲である。
Cr: 0.05-2.00%
Cr has the effect of improving the low temperature toughness by increasing the hardenability and refining the martensite phase. Cr contributes to the improvement of high-temperature wear resistance by suppressing the decrease in high-temperature hardness by solid solution strengthening in an environment exposed to heat generation or high temperature due to wear. In order to acquire such an effect, 0.05% or more of content is required. If it is less than 0.05%, such an effect cannot be exhibited sufficiently. On the other hand, when it contains exceeding 2.00%, weldability will fall and manufacturing cost will rise. For this reason, Cr was limited to 0.05 to 2.00% of range. In addition, Preferably it is 0.07 to 1.00%, More preferably, it is 0.20 to 0.90% of range.

Nb:0.005〜0.100%
Nbは、炭窒化物として析出し、組織の微細化を介して靭性の向上に有効に寄与する元素である。このような効果を得るためには0.005%以上の含有を必要とする。一方、0.100%を超えて含有すると、溶接性が低下するため、0.005〜0.100%の範囲に限定する。なお、組織微細化の観点から、0.012〜0.030%の範囲とすることが好ましい。
Nb: 0.005 to 0.100%
Nb is an element that precipitates as carbonitride and contributes effectively to improving toughness through refinement of the structure. In order to acquire such an effect, 0.005% or more of content is required. On the other hand, if the content exceeds 0.100%, weldability decreases, so the content is limited to a range of 0.005 to 0.100%. In addition, from a viewpoint of refinement | miniaturization of a structure, it is preferable to set it as 0.012 to 0.030% of range.

Ti:0.005〜0.100%
Tiは、TiNとして析出し、固溶Nの固定を介して靭性向上に寄与する元素である。また、TiNはオーステナイト結晶粒界をピンニングしてオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する元素である。このような効果を得るためには0.005%以上含有する必要がある。一方、0.100%を超えて含有すると、粗大な炭窒化物が析出し、靭性が低下するため、0.005〜0.100%の範囲に限定する。なお、コスト低減という観点から、0.005〜0.030%の範囲に限定することが好ましい。
Ti: 0.005 to 0.100%
Ti is an element that precipitates as TiN and contributes to improvement of toughness through fixation of solute N. TiN is an element that pins the austenite grain boundary and suppresses the coarsening of the austenite grain. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.100%, coarse carbonitrides precipitate and the toughness decreases, so the content is limited to the range of 0.005 to 0.100%. In addition, it is preferable to limit to 0.005 to 0.030% of range from a viewpoint of cost reduction.

W:0.05〜1.00%
Wは、本発明において重要な元素である。Wは焼入れ性を高め、マルテンサイト相を微細化することにより低温靱性を向上させる効果を有する。また、摩耗による発熱あるいは高温に曝される環境において、固溶Wが微細析出することにより、また、固溶Wの固溶強化により、高温硬さの低下を抑制して、耐高温摩耗性を向上させる効果を有する。このような効果を得るためには、0.05%以上の含有を必要とする。Wが0.05%未満では、このような効果を十分に発揮することができない。一方、1.00%を超えて含有すると、溶接性が低下するうえ、製造コストが高騰する。このため、Wは0.05〜1.00%の範囲に限定した。なお、好ましくは、0.10〜0.50%、より好ましくは0.20〜0.40%である。
W: 0.05-1.00%
W is an important element in the present invention. W has the effect of improving the low temperature toughness by increasing the hardenability and making the martensite phase fine. Also, in an environment where heat is generated due to wear or exposed to high temperatures, solid solution W is finely precipitated, and solid solution strengthening of solid solution W suppresses a decrease in high-temperature hardness, resulting in high-temperature wear resistance. Has the effect of improving. In order to acquire such an effect, 0.05% or more of content is required. If W is less than 0.05%, such an effect cannot be exhibited sufficiently. On the other hand, when it contains exceeding 1.00%, weldability will fall and manufacturing cost will rise. For this reason, W was limited to the range of 0.05 to 1.00%. In addition, Preferably, it is 0.10 to 0.50%, More preferably, it is 0.20 to 0.40%.

DI*:45.0以上
DI*が45.0未満では、鋼板表層からの焼入れ深さが10mmを下回り、耐摩耗鋼板としての寿命が短くなる。そのため、DI*は45.0以上に限定した。なお、好ましくは75.0以上である。DI*は以下の(1)式で求める。
DI*=33.85×(0.1×C)0.5×(0.7×Si+1)×(3.33×Mn+1)×(0.35×Cu+1)×(0.36×Ni+1)×(2.16×Cr+1)×(3×Mo+1)×(1.75×V+1)×(1.5×W+1)・・・(1)
(ここで、C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V、W:各元素の含有量(質量%)で、含有しない元素は零として計算する。)
上記成分が基本成分組成で、残部Feおよび不可避的不純物である。不可避的不純物の一例としてNが挙げられる。Nは不純物であるが、適量含有すると有用な効果があるため、製鋼工程にける脱ガス処理において溶鋼中のN含有量を以下の範囲に調整することが好ましい。更に特性を向上させる場合、選択元素として、Mo、Cu、Ni、V、B、REM、Ca、Mgの1種または2種以上を含有できる。
DI *: 45.0 or more When DI * is less than 45.0, the quenching depth from the steel sheet surface layer is less than 10 mm, and the life as a wear-resistant steel sheet is shortened. Therefore, DI * is limited to 45.0 or more. In addition, Preferably it is 75.0 or more. DI * is obtained by the following equation (1).
DI * = 33.85 × (0.1 × C) 0.5 × (0.7 × Si + 1) × (3.33 × Mn + 1) × (0.35 × Cu + 1) × (0.36 × Ni + 1) × (2.16 × Cr + 1) × (3 × Mo + 1) × (1.75 × V + 1) × (1.5 × W + 1) (1)
(Here, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, W: The content (mass%) of each element, and the elements not contained are calculated as zero.)
The above components are the basic component composition, and the balance is Fe and inevitable impurities. An example of an unavoidable impurity is N. N is an impurity, but if it is contained in an appropriate amount, it has a useful effect. Therefore, it is preferable to adjust the N content in the molten steel in the following range in the degassing treatment in the steel making process. Furthermore, when improving a characteristic, 1 type, or 2 or more types of Mo, Cu, Ni, V, B, REM, Ca, and Mg can be contained as a selection element.

N:0.0015〜0.0050%
NはTiと反応してTiNとして析出し、オーステナイト粒径の微細化に寄与する元素である。このような効果を得るためには0.0015%以上含有する必要がある。一方、0.0050%を超えて含有すると、粗大な窒化物が析出し、靭性が低下するため、0.0015〜0.0050%の範囲に限定する。なお、過度の脱窒は製鋼コストを増大させるため、コスト低減という観点からは、0.0020〜0.0050%の範囲に限定することが好ましい。
N: 0.0015 to 0.0050%
N is an element that reacts with Ti and precipitates as TiN, contributing to the refinement of the austenite grain size. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.0015% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.0050%, coarse nitrides precipitate and the toughness decreases, so the content is limited to the range of 0.0015 to 0.0050%. In addition, since excessive denitrification increases steelmaking cost, it is preferable to limit to 0.0020 to 0.0050% of range from a viewpoint of cost reduction.

Mo:0.05〜1.00%
Moは、焼入れ性を高め、マルテンサイト相を微細化することにより低温靱性を向上させる効果を有する。このような効果を得るためには、0.05%以上を必要とする。一方、1.00%を超えて含有すると、溶接性が低下し、製造コストが高騰するため、含有する場合は0.05〜1.00%の範囲とする。なお、好ましくは、0.10〜0.50%、より好ましくは0.10〜0.20%である。
Mo: 0.05-1.00%
Mo has the effect of improving the low temperature toughness by increasing the hardenability and refining the martensite phase. In order to obtain such an effect, 0.05% or more is required. On the other hand, when it contains exceeding 1.00%, weldability will fall and manufacturing cost will rise, Therefore When it contains, it is set as 0.05 to 1.00% of range. In addition, Preferably, it is 0.10 to 0.50%, More preferably, it is 0.10 to 0.20%.

Cu:0.03〜1.00%、
Cuは、焼入れ性向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.03%以上含有する必要がある。一方、1.00%を超えて含有すると、熱間加工性が低下し、製造コストも高騰するため、含有する場合には、0.03〜1.00%の範囲に限定することが好ましい。なお、コストのより低減という観点からは、0.03〜0.50%の範囲に限定することがより好ましい。
Cu: 0.03-1.00%,
Cu is an element that contributes to improving hardenability. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.03% or more. On the other hand, when it contains exceeding 1.00%, hot workability will fall and manufacturing cost will also rise, and when it contains, it is preferable to limit to 0.03 to 1.00% of range. In addition, it is more preferable to limit to 0.03 to 0.50% of range from a viewpoint of cost reduction.

Ni:0.03〜2.00%、
Niは、焼入れ性を向上させるとともに、低温靭性向上にも寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.03%以上の含有を必要とする。一方、2.00%を超える含有は、製造コストを上昇させるため、含有する場合には、0.03〜2.00%の範囲に限定する。なお、コストのより低減という観点からは、0.03〜0.50%の範囲に限定することがより好ましい。
Ni: 0.03-2.00%,
Ni is an element that improves the hardenability and contributes to the improvement of low temperature toughness. In order to obtain such an effect, a content of 0.03% or more is required. On the other hand, the content exceeding 2.00% increases the production cost, so when it is contained, it is limited to the range of 0.03 to 2.00%. In addition, it is more preferable to limit to 0.03 to 0.50% of range from a viewpoint of cost reduction.

V:0.005〜0.100%、
Vは、炭窒化物として析出し、組織を微細化する効果を介して靱性向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.005%以上含有する必要がある。一方、0.100%を超えて含有すると、溶接性が低下するため、含有する場合には、0.005〜0.100%の範囲に限定する。なお、好ましくは0.020〜0.100%である。
V: 0.005-0.100%,
V is an element which precipitates as carbonitride and contributes to improvement of toughness through the effect of refining the structure. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.100%, the weldability is lowered. Therefore, when it is contained, the content is limited to the range of 0.005 to 0.100%. In addition, Preferably it is 0.020 to 0.100%.

B:0.0003〜0.0030%
Bは、微量含有で焼入れ性向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.0003%以上含有する必要がある。一方、0.0030%を超えて含有すると靭性が低下するため、含有する場合には、0.0003〜0.0030%の範囲に限定する。なお、CO溶接部など低入熱溶接部における低温割れを抑制する観点からは、0.0003〜0.0015%の範囲に限定することが好ましい。
B: 0.0003 to 0.0030%
B is an element that contributes to improving the hardenability when contained in a small amount. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.0003% or more. On the other hand, when it contains exceeding 0.0030%, toughness falls, and when it contains, it limits to 0.0003 to 0.0030% of range. Incidentally, from the viewpoint of suppressing cold cracking in the low heat input welds such as CO 2 weld preferably limited to a range of 0.0003 to 0.0015%.

REM、Ca、Mgはいずれも、Sと結合し硫化物系介在物を生成し、MnSの生成を抑制する元素のため、1種または2種以上を含有できる。   Any of REM, Ca, and Mg can be contained in one or more types because it is an element that combines with S to generate sulfide inclusions and suppresses the generation of MnS.

REM:0.0005〜0.0080%、
REMは、Sを固定し、靱性低下の原因となるMnSの生成を抑制する。このような効果を得るためには0.0005%以上含有する必要がある。一方、0.0080%を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、靱性の低下を招くため、含有する場合には、0.0005〜0.0080%の範囲に限定する。なお、好ましくは0.0005〜0.0030%である。
REM: 0.0005 to 0.0080%,
REM fixes S and suppresses the production | generation of MnS which causes a toughness fall. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.0005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.0080%, the amount of inclusions in the steel increases, leading to a decrease in toughness. If contained, the content is limited to the range of 0.0005 to 0.0080%. In addition, Preferably it is 0.0005 to 0.0030%.

Ca:0.0005〜0.0050%、
Caは、Sを固定し、靱性低下の原因となるMnSの生成を抑制する。このような効果を得るためには0.0005%以上含有する必要がある。一方、0.0050%を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、かえって靱性の低下を招く。このため、含有する場合には、0.0005〜0.0050%の範囲に限定する。なお、好ましくは0.0005〜0.0030%である。
Ca: 0.0005 to 0.0050%,
Ca fixes S and suppresses the generation of MnS that causes a decrease in toughness. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.0005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.0050%, the amount of inclusions in the steel increases, which leads to a decrease in toughness. For this reason, when it contains, it limits to 0.0005 to 0.0050% of range. In addition, Preferably it is 0.0005 to 0.0030%.

Mg:0.0005〜0.0050%
Mgは、Sを固定し、靱性低下の原因となるMnSの生成を抑制する。このような効果を得るためには0.0005%以上含有する必要がある。一方、0.0050%を超えて含有すると鋼中介在物量が増加し、靱性の低下を招くため、含有する場合には、0.0005〜0.0050%の範囲に限定する。なお、好ましくは0.0005〜0.0040%である。
Mg: 0.0005 to 0.0050%
Mg fixes S and suppresses the production | generation of MnS which causes a toughness fall. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.0005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.0050%, the amount of inclusions in the steel increases, leading to a decrease in toughness. When contained, the content is limited to the range of 0.0005 to 0.0050%. In addition, Preferably it is 0.0005 to 0.0040%.

[ミクロ組織]
本発明に係る耐摩耗鋼板は、上記成分組成を有し、焼入れままマルテンサイト相を主相とし、旧オーステナイト粒径が30μm以下である組織を有する。「主相」は、面積率で90%以上である相とする。
[Microstructure]
The wear-resistant steel sheet according to the present invention has the above-described composition, has a structure in which the martensite phase is the main phase as quenched and the prior austenite grain size is 30 μm or less. The “main phase” is a phase having an area ratio of 90% or more.

焼入れままマルテンサイト相:面積率で90%以上
焼入れままマルテンサイト相の相分率が、面積率で90%未満では、主相とならず、所望の硬さを確保できず、耐摩耗性が低下し、十分な低温靭性を確保できないため、90%以上とする。なお、面積率は好ましくは95%以上である。残部の相は特に規定しない。
Quenched martensite phase: 90% or more by area ratio Quenched martensite phase, if the area fraction is less than 90%, it does not become the main phase, can not secure the desired hardness, wear resistance It is reduced, and sufficient low temperature toughness cannot be ensured, so 90% or more. The area ratio is preferably 95% or more. The remaining phases are not specified.

焼戻しマルテンサイトは、焼戻しによってセメンタイトが生成する際にCrおよびMoがFeと共に炭化物を形成し、耐食性確保に有効な固溶CrおよびMoが減少してしまうため、焼入れままマルテンサイトとする。   Tempered martensite is martensite as quenched because Cr and Mo form carbides with Fe when cementite is produced by tempering, and the amount of solid solution Cr and Mo effective for ensuring corrosion resistance decreases.

旧オーステナイト粒径:30μm以下
焼入れままマルテンサイト相の相分率が面積率で90%以上を確保できても、旧γ粒径が30μmを超えて粗大となると、低温靭性が低下するため、30μm以下とする。好ましくは25μm以下、より好ましくは20μm以下である。なお、旧γ粒径は、ピクリン酸腐食液で腐食した組織を光学顕微鏡(倍率:400倍)で観察し、JIS G 0551の規定に準拠して求めた値を用いるものとする。
Old austenite grain size: 30 μm or less Even if the martensite phase fraction can be kept 90% or more in the area ratio, if the old γ grain size exceeds 30 μm and becomes coarse, the low temperature toughness decreases. The following. Preferably it is 25 micrometers or less, More preferably, it is 20 micrometers or less. The old γ particle diameter is a value obtained by observing the structure corroded with picric acid corrosive solution with an optical microscope (magnification: 400 times) and complying with JIS G 0551.

[表面硬さ]
表面硬さをブリネル硬さHBW10/3000で400以上とする。表面硬度がブリネル硬さHBW10/3000で400未満では、耐摩耗鋼板としての寿命が短くなるため、400以上とする。なお、ブリネル硬さは、JIS Z 2243の規定に準拠して測定するものとする。
[Surface hardness]
The surface hardness is 400 or more with Brinell hardness HBW10 / 3000. When the surface hardness is Brinell hardness HBW10 / 3000 and less than 400, the life as a wear-resistant steel sheet is shortened, so 400 or more. In addition, Brinell hardness shall be measured based on prescription | regulation of JISZ2243.

次に、本発明に係る耐摩耗鋼板の好ましい製造方法について説明する。上記成分組成の鋼素材を、鋳造後、所定の温度を保持している場合には冷却せずにそのまま、あるいは冷却後、再加熱し、熱間圧延により所望の寸法形状の鋼板とする。   Next, the preferable manufacturing method of the abrasion-resistant steel plate which concerns on this invention is demonstrated. When the steel material having the above component composition is maintained at a predetermined temperature after casting, it is not cooled as it is or is cooled and then reheated to obtain a steel plate having a desired size and shape by hot rolling.

鋼素材の製造方法は、とくに限定する必要はないが、上記成分組成の溶鋼を、転炉等の公知の溶製方法で溶製し、連続鋳造法等の公知の鋳造方法で所定寸法のスラブ等の鋼素材とすることが好ましい。なお、造塊−分塊圧延法で鋼素材としてもよいことは言うまでもない。   The method for producing the steel material is not particularly limited, but the molten steel having the above composition is melted by a known melting method such as a converter, and a slab having a predetermined size is obtained by a known casting method such as a continuous casting method. It is preferable to use a steel material such as Needless to say, the steel material may be obtained by the ingot-making and ingot rolling method.

加熱温度:950〜1200℃
加熱温度が950℃未満では、変形抵抗が高くて圧延負荷が過大となり、熱間圧延ができない。一方、1200℃を超える高温では、結晶粒の粗大化が著しくなり、所望の靭性を確保できなくなる。このため、加熱温度は950〜1200℃の範囲に限定することが好ましい。
Heating temperature: 950-1200 ° C
When the heating temperature is less than 950 ° C., the deformation resistance is high, the rolling load becomes excessive, and hot rolling cannot be performed. On the other hand, at a high temperature exceeding 1200 ° C., the coarsening of crystal grains becomes remarkable, and desired toughness cannot be ensured. For this reason, it is preferable to limit heating temperature to the range of 950-1200 degreeC.

加熱された鋼素材は、あるいは、鋳造後に加熱することなく所定の温度を保持した鋼素材は、熱間圧延を施して、所望の寸法形状の鋼板とする。熱間圧延条件は限定しない。熱間圧延終了後、直ちに焼入れる直接焼入れ処理を施すことが好ましい。   The heated steel material, or the steel material that maintains a predetermined temperature without being heated after casting, is hot-rolled to obtain a steel plate having a desired size and shape. Hot rolling conditions are not limited. It is preferable to perform a direct quenching process immediately after the hot rolling.

焼入れ開始温度は、Ar3変態点以上の温度とすることが好ましい。焼入れ開始温度をAr3変態点以上の温度とするため、熱間圧延終了温度は、Ar3変態点以上の温度である800℃以上とすることが好ましい。また、熱間圧延終了温度が高すぎると結晶粒が粗大化するため、950℃以下とすることが好ましい。なお、Ar3変態点はオーステナイトから冷却する際の熱膨張曲線より測定することができる。   The quenching start temperature is preferably set to a temperature equal to or higher than the Ar3 transformation point. In order to set the quenching start temperature to a temperature equal to or higher than the Ar3 transformation point, the hot rolling end temperature is preferably set to 800 ° C or higher, which is a temperature equal to or higher than the Ar3 transformation point. Moreover, since a crystal grain will coarsen when hot rolling completion temperature is too high, it is preferable to set it as 950 degrees C or less. The Ar3 transformation point can be measured from a thermal expansion curve when cooling from austenite.

焼入れの冷却速度は、マルテンサイト相が形成される冷却速度以上とする。マルテンサイト相が自己焼戻し(オートテンパー)されることを防止するため、冷却停止温度は300℃以下とすることが好ましい。より好ましくは200℃以下である。   The quenching cooling rate is equal to or higher than the cooling rate at which the martensite phase is formed. In order to prevent the martensite phase from being self-tempered (auto-tempered), the cooling stop temperature is preferably 300 ° C. or lower. More preferably, it is 200 degrees C or less.

直接焼入れ処理を再加熱焼き入れ処理としてもよい。再加熱温度としては、850〜950℃とすることが望ましい。再加熱後の焼入れの冷却速度、冷却停止温度は直接焼入れ処理に準じる。直接焼入れ処理、再加熱焼入れ処理のいずれであっても、その後に焼戻し処理は行わない。   The direct quenching process may be a reheat quenching process. The reheating temperature is preferably 850 to 950 ° C. The quenching cooling rate and the cooling stop temperature after reheating are in accordance with the direct quenching process. Even if it is any of a direct quenching process and a reheating quenching process, a tempering process is not performed after that.

表1に示す組成の溶鋼を、真空溶解炉で溶製し、鋳型に鋳造し、150kg鋼塊(鋼素材)とした。これらの鋼素材を、加熱後、熱間圧延し、熱間圧延終了後直ちに焼入れ(直接焼入れ)する直接焼入れ処理(DQ)を行った。一部の鋼板では、熱間圧延終了後空冷し、再加熱したのち、焼入れする再加熱焼入れ処理(RQ)を行った。   Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a vacuum melting furnace and cast into a mold to obtain a 150 kg steel ingot (steel material). These steel materials were subjected to a direct quenching process (DQ) in which the steel materials were heated and hot-rolled, and were quenched (directly quenched) immediately after the hot rolling was completed. Some steel plates were air-cooled after hot rolling was completed, re-heated, and then re-heated and quenched (RQ) for quenching.

得られた鋼板から、試験片を採取し、組織観察、表面硬さ試験、シャルピ−衝撃試験、耐高温摩耗試験を実施した。
(1)組織観察
得られた鋼板の板厚の1/4となる位置から、観察面が圧延方向と平行方向断面となるように組織観察用試験片を採取し、研磨後、ピクリン酸腐食液で腐食して旧γ粒を現出させた。光学顕微鏡(倍率:400倍)で観察し、各100個の旧γ粒の円相当径を測定し、得られた値を算術平均し、平均値をその鋼板の旧γ粒径とした。
Test pieces were sampled from the obtained steel plates and subjected to structure observation, surface hardness test, Charpy impact test, and high temperature wear resistance test.
(1) Microstructure observation A specimen for microstructural observation was collected from a position where the thickness of the obtained steel sheet was ¼ so that the observation surface had a cross section parallel to the rolling direction. Corrosion caused the old γ grains. Observed with an optical microscope (magnification: 400 times), the equivalent circle diameter of 100 old γ grains was measured, the obtained values were arithmetically averaged, and the average value was taken as the old γ grain diameter of the steel sheet.

また、得られた鋼板の板厚の1/4となる位置から、同様に薄膜状試片(透過電子顕微鏡組織観察用試験片)を採取し、研削、研磨(機械研磨、電解研磨)により薄膜とし、透過電子顕微鏡(倍率:20000倍)により各20視野観察し、セメンタイトの析出していない領域をマルテンサイト相領域とし、その面積を測定し、組織全体に対する割合(%)で表示し、マルテンサイト分率(面積率)とした。なお、セメンタイトが析出した相についてもその種類について判定した。
(2)表面硬さ試験
得られた鋼板から、表面硬さ測定用試験片を採取し、JIS Z 2243(1998)の規定に準拠し、表面硬さHBW10/3000を測定した。硬さ測定は、10mmのタングステン硬球を使用し、荷重は3000kgfとした。
(3)シャルピー衝撃試験
得られた鋼板の板厚の1/4の位置で、圧延方向に垂直な方向(C方向)からVノッチ試験片を採取し、JIS Z 2242(1998)の規定に準拠して、シャルピー衝撃試験を実施した。試験温度は−40℃での吸収エネルギーvE−40(J)を求めた。なお、試験片本数は各3本とし、その算術平均を当該鋼板の吸収エネルギーvE−40とした。vE−40が30J以上である鋼板を母材の低温靱性に優れる鋼板と評価した。
(4)耐高温摩耗試験
得られた鋼板から、高温硬さ測定用試験片を採取し、鋼板断面を鏡面まで研磨し、JIS Z 2252(1991)の規定に準拠し、高温ビッカース硬さを測定した。測定位置は表面から1mmとし、試験荷重は1kgfとした。300℃での高温ビッカース硬さが300以上である場合を「耐高温摩耗性」に優れると評価した。
Similarly, a thin film specimen (transmission electron microscope structure observation specimen) is taken from a position that is 1/4 of the thickness of the obtained steel sheet, and the thin film is obtained by grinding and polishing (mechanical polishing, electrolytic polishing). And 20 fields of view with a transmission electron microscope (magnification: 20000 times), the area where cementite is not precipitated is the martensite phase area, the area is measured, and the ratio is expressed as a percentage (%) of the entire structure. The site fraction (area ratio) was used. In addition, about the phase in which cementite precipitated, the kind was also determined.
(2) Surface hardness test A test piece for measuring the surface hardness was collected from the obtained steel sheet, and the surface hardness HBW10 / 3000 was measured in accordance with the provisions of JIS Z 2243 (1998). For the hardness measurement, a tungsten hard ball of 10 mm was used, and the load was 3000 kgf.
(3) Charpy impact test V-notch test specimens were taken from the direction perpendicular to the rolling direction (C direction) at a quarter of the plate thickness of the obtained steel sheet, and conformed to the provisions of JIS Z 2242 (1998). A Charpy impact test was conducted. The test temperature calculated | required absorption energy vE- 40 (J) in -40 degreeC. Note that the number of test pieces was three each, and the arithmetic average was the absorbed energy vE- 40 of the steel sheet. A steel plate having a vE- 40 of 30 J or more was evaluated as a steel plate excellent in the low temperature toughness of the base material.
(4) High temperature wear resistance test Samples for high temperature hardness measurement are taken from the obtained steel sheet, the cross section of the steel sheet is polished to a mirror surface, and high temperature Vickers hardness is measured in accordance with the provisions of JIS Z 2252 (1991). did. The measurement position was 1 mm from the surface, and the test load was 1 kgf. The case where the high temperature Vickers hardness at 300 ° C. was 300 or more was evaluated as being excellent in “high temperature wear resistance”.

得られた結果を表2に示す。本発明例はいずれも、400HBW10/3000以上の高い表面硬さ、vE−40:30J以上の優れた低温靱性、高温硬さが300以上の優れた耐高温摩耗性を有している。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、表面硬さが低いか、低温靱性が低下しているか、高温硬さが低いか、あるいはそれらの2つ以上が低下している。 The obtained results are shown in Table 2. Each of the inventive examples has a high surface hardness of 400 HBW 10/3000 or higher, an excellent low temperature toughness of vE- 40 : 30J or higher, and an excellent high temperature wear resistance of 300 or higher. On the other hand, in comparative examples that are outside the scope of the present invention, the surface hardness is low, the low-temperature toughness is reduced, the high-temperature hardness is low, or two or more of them are reduced.

表2に製造条件と試験結果を併せて示す。本発明例(No.1〜11)はいずれも、400HBW10/3000以上の高い表面硬さ、vE−40:30J以上の優れた低温靱性、高温硬さが300以上の優れた耐高温摩耗性を有している。一方、本発明の範囲を外れる比較例(No.12〜16)は、表面硬さ、低温靱性、あるいは耐高温摩耗性の少なくとも一つが本発明例と比較して劣っている。 Table 2 shows the manufacturing conditions and test results together. Each of the inventive examples (Nos. 1 to 11) has a high surface hardness of 400HBW10 / 3000 or more, an excellent low temperature toughness of vE- 40 : 30J or more, and an excellent high temperature wear resistance of 300 or more. Have. On the other hand, the comparative examples (Nos. 12 to 16) outside the scope of the present invention are inferior to the inventive examples in at least one of surface hardness, low temperature toughness, and high temperature wear resistance.

Figure 0006217671
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Figure 0006217671
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表3に示す組成の溶鋼を、実施例1と同様の方法により鋼板を作成した。得られた鋼板から、試験片を採取し、実施例1と同様に組織観察、表面硬さ試験、シャルピー衝撃試験、耐高温摩耗試験を実施した。   Steel sheets having the compositions shown in Table 3 were prepared in the same manner as in Example 1. Test pieces were collected from the obtained steel plates and subjected to structure observation, surface hardness test, Charpy impact test, and high temperature wear resistance test in the same manner as in Example 1.

得られた結果を表4に示す。本発明例はいずれも、400HBW10/3000以上の高い表面硬さ、vE−40:30J以上の優れた低温靱性、高温硬さが300以上の優れた耐高温摩耗性を有している。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、表面硬さが低いか、低温靱性が低下しているか、高温硬さが低いか、あるいはそれらの2つ以上が低下している。 Table 4 shows the obtained results. Each of the inventive examples has a high surface hardness of 400 HBW 10/3000 or higher, an excellent low temperature toughness of vE- 40 : 30J or higher, and an excellent high temperature wear resistance of 300 or higher. On the other hand, in comparative examples that are outside the scope of the present invention, the surface hardness is low, the low-temperature toughness is reduced, the high-temperature hardness is low, or two or more of them are reduced.

表4に製造条件と試験結果を併せて示す。本発明例(No.17〜27)はいずれも、400HBW10/3000以上の高い表面硬さ、vE−40:30J以上の優れた低温靱性、高温硬さが300以上の優れた耐高温摩耗性を有している。一方、本発明の範囲を外れる比較例(No.28〜32)は、表面硬さ、低温靱性、あるいは耐高温摩耗性の少なくとも一つが本発明例と比較して劣っている。 Table 4 shows manufacturing conditions and test results together. Each of the inventive examples (Nos. 17 to 27) has a high surface hardness of 400 HBW 10/3000 or more, an excellent low temperature toughness of vE- 40 : 30J or more, and an excellent high temperature wear resistance of 300 or more of high temperature hardness. Have. On the other hand, the comparative examples (Nos. 28 to 32) outside the scope of the present invention are inferior to the inventive examples in at least one of surface hardness, low temperature toughness, and high temperature wear resistance.

Figure 0006217671
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Figure 0006217671
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Claims (4)

質量%で、
C:0.18〜0.25%、
Si:0.05〜1.00%、
Mn:0.10〜2.00%、
P:0.020%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.005〜0.100%、
Cr:0.05〜2.00%、
Nb:0.005〜0.100%、
Ti:0.005〜0.100%、
W:0.05〜1.00%、
下記の(1)式で定義されるDI*が45.0以上、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、旧オーステナイト粒径が30μm以下である焼入れままマルテンサイト相を主相とする組織と、さらに、表面硬さが、ブリネル硬さHBW10/3000で400以上を有することを特徴とする高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
DI*=33.85×(0.1×C)0.5×(0.7×Si+1)×(3.33×Mn+1)×(0.35×Cu+1)×(0.36×Ni+1)×(2.16×Cr+1)×(3×Mo+1)×(1.75×V+1)×(1.5×W+1) (1)
式において、各合金元素は含有量(質量%)とし、含有しない元素は0とする。
% By mass
C: 0.18 to 0.25%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.10 to 2.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.0050% or less,
Al: 0.005 to 0.100%,
Cr: 0.05 to 2.00%,
Nb: 0.005 to 0.100%,
Ti: 0.005 to 0.100%,
W: 0.05-1.00%,
A composition comprising DI * defined by the following formula (1) of 45.0 or more, the balance Fe and inevitable impurities, and a structure having a martensite phase as a main phase as-quenched with a prior austenite grain size of 30 μm or less; Furthermore, a thick steel plate having excellent wear resistance in a high-temperature environment, wherein the surface hardness is 400 or more in Brinell hardness HBW10 / 3000.
DI * = 33.85 × (0.1 × C) 0.5 × (0.7 × Si + 1) × (3.33 × Mn + 1) × (0.35 × Cu + 1) × (0.36 × Ni + 1) × (2.16 × Cr + 1) × (3 × Mo + 1) × (1.75 × V + 1) × (1.5 × W + 1) (1)
In the formula, each alloy element is a content (% by mass), and an element not contained is 0.
さらに、質量%で、
N:0.0015〜0.0050%、
を含有することを特徴とする請求項1に記載の高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
Furthermore, in mass%,
N: 0.0015 to 0.0050%,
The thick steel plate having excellent wear resistance in a high-temperature environment according to claim 1.
前記Siの含有量が0.34〜1.00%であり、
さらに、質量%で、
Mo:0.05〜1.00%、
Cu:0.03〜1.00%、
Ni:0.03〜2.00%、
V:0.005〜0.100%、
B:0.0003〜0.0030%
から選ばれる一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
The Si content is 0.34 to 1.00%;
Furthermore, in mass%,
Mo: 0.05-1.00%,
Cu: 0.03-1.00%,
Ni: 0.03-2.00%,
V: 0.005-0.100%,
B: 0.0003 to 0.0030%
The thick steel plate having excellent wear resistance in a high temperature environment according to claim 1 or 2, comprising one or more selected from the group consisting of:
前記Siの含有量が0.34〜1.00%であり、
さらに、質量%で、
REM:0.0005〜0.0080%
g:0.0005〜0.0050%、
から選ばれる一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板。
The Si content is 0.34 to 1.00%;
Furthermore, in mass%,
REM: 0.0005 to 0.0080% ,
M g: 0.0005~0.0050%,
The thick steel plate having excellent wear resistance in a high temperature environment according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel plate contains one or more selected from the group consisting of:
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KR101736621B1 (en) * 2015-12-15 2017-05-30 주식회사 포스코 High hardness anti-abrasion steel having excellent toughness and superior resistance to cracking during thermal cutting
KR101899686B1 (en) * 2016-12-22 2018-10-04 주식회사 포스코 Wear resistant steel havinh high hardness and method for manufacturing the same
JP6610575B2 (en) * 2017-02-03 2019-11-27 Jfeスチール株式会社 Abrasion resistant steel sheet and method for producing the abrasion resistant steel sheet
KR102031443B1 (en) 2017-12-22 2019-11-08 주식회사 포스코 Wear resistant steel having excellent hardness and impact toughness and method of manufacturing the same
CN111519096A (en) * 2020-05-12 2020-08-11 包头钢铁(集团)有限责任公司 Rare earth-containing Q890CF high-strength steel plate and manufacturing method thereof
CN111996443A (en) * 2020-07-20 2020-11-27 包头钢铁(集团)有限责任公司 Rare earth wear-resistant NM 360-shaped steel and production process thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3518515B2 (en) * 2000-03-30 2004-04-12 住友金属工業株式会社 Low / medium Cr heat resistant steel
JP5303856B2 (en) * 2007-04-25 2013-10-02 Jfeスチール株式会社 Manufacturing method of high-tensile steel with excellent low-temperature toughness and small strength anisotropy
JP5145803B2 (en) * 2007-07-26 2013-02-20 Jfeスチール株式会社 Wear-resistant steel plate with excellent low-temperature toughness and low-temperature tempering embrittlement cracking properties
CN102876969B (en) * 2012-07-31 2015-03-04 宝山钢铁股份有限公司 Super-strength high-toughness wear resistant steel plate and production method thereof

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