JP6245220B2 - Abrasion resistant steel plate with excellent low temperature toughness and corrosion wear resistance - Google Patents

Abrasion resistant steel plate with excellent low temperature toughness and corrosion wear resistance Download PDF

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Description

本発明は、産業機械、運搬機器等の部品用として好適な耐摩耗鋼板に係り、とくに、水分を含む土砂との接触による摩耗に対する抵抗性(耐腐食摩耗性)の向上、および低温靱性の向上に関する。   The present invention relates to a wear-resistant steel plate suitable for parts such as industrial machines and transportation equipment, and in particular, improved resistance to wear (corrosion wear resistance) due to contact with moisture-containing earth and sand, and improved low-temperature toughness. About.

従来から、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建設、土木、鉱山等の現場で使用される産業機械、運搬機器等の部品は、土砂等との接触により摩耗が生じる。このため、産業機械、運搬機器等の部品等用鋼材としては、部品等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。実際の使用環境における土砂等は、乾燥、湿潤など種々の状態が想定される。特に、湿潤状態にある土砂等は、腐食性物質を含む場合が多いため、湿潤状態にある土砂等による摩耗は、腐食性物質を含む環境下での摩耗、いわゆる腐食摩耗となる。腐食摩耗は、摩耗環境として非常に厳しいことが知られており、従来から耐腐食摩耗性に優れた鋼材が望まれていた。   Conventionally, for example, construction of power shovels, bulldozers, hoppers, buckets, dump trucks, etc., and parts such as industrial machines and transport equipment used on site such as civil engineering and mining are worn by contact with earth and sand. For this reason, steel materials excellent in wear resistance are used as steel materials for parts such as industrial machines and transportation equipment for the purpose of extending the life of parts and the like. Various conditions such as dryness and wetness are assumed for earth and sand in the actual use environment. In particular, since earth and sand in a wet state often contains a corrosive substance, wear due to the earth and sand in a wet state becomes wear in an environment containing a corrosive substance, so-called corrosive wear. Corrosion wear is known to be very severe as a wear environment, and a steel material having excellent corrosion wear resistance has been desired.

また、これらの産業機械、運搬機器等は、0℃以下の低温域での使用も想定される。このため、これらの産業機械、運搬機器等の部品用として用いられる鋼材は、耐摩耗性、耐腐食摩耗性に加えて、さらに優れた低温靱性をも有することが望まれている。   In addition, these industrial machines, transportation devices, and the like are assumed to be used in a low temperature range of 0 ° C. or lower. For this reason, it is desired that steel materials used for parts such as these industrial machines and transportation equipment have excellent low-temperature toughness in addition to wear resistance and corrosion wear resistance.

このような要望に対して、例えば特許文献1には、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%を含み、さらにNb:0.02〜0.05%および/またはTi:0.01〜0.03%を含み、残部実質的にFeよりなる高靭性耐摩耗鋼が記載されている。特許文献1に記載された技術では、B、AlならびにNbおよび/またはTi添加の相乗的作用効果により、高強度、高靭性の比較的安価な高靭性耐摩耗鋼が得られるとしている。   In response to such a request, for example, in Patent Document 1, in mass%, C: 0.30 to 0.45%, Si: 0.10 to 0.50%, Mn: 0.30 to 1.20%, Cr: 0.50 to 1.40%, Mo: 0.15 -0.55%, B: 0.0005-0.0050%, sol.Al: 0.015-0.060%, Nb: 0.02-0.05% and / or Ti: 0.01-0.03%, the balance being high toughness substantially consisting of Fe Abrasion resistant steel is described. According to the technique described in Patent Document 1, a high-strength, high-toughness, relatively inexpensive, high-toughness wear-resistant steel is obtained by the synergistic action effect of addition of B, Al and Nb and / or Ti.

また、特許文献2には、質量%で、C:0.18〜0.25%、Si:0.10〜0.30%、Mn:0.03〜0.10%を含み、Cr:1.00〜2.00%、Mo:0.50超〜0.80%、Nb:0.007〜0.020%、B:0.0003〜0.0012%、sol.Al:0.020〜0.080%、N:0.0010〜0.0050%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からな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耐摩耗鋼板が記載されている。特許文献2に記載された技術では、Mn含有量を0.10%以下と低く抑え、靭性、耐遅れ破壊特性を改善するとともに、Mo含有量を増加させ、さらにCr、B、sol.Al、N等の含有量を調整することにより、耐摩耗鋼としても十分に満足できる硬さの確保が可能となるとしている。また、特許文献2に記載された技術では、焼戻処理を施すことにより低温靭性がさらに向上するとしている。   Patent Document 2 includes, in mass%, C: 0.18 to 0.25%, Si: 0.10 to 0.30%, Mn: 0.03 to 0.10%, Cr: 1.00 to 2.00%, Mo: more than 0.50 to 0.80%, Nb: 0.007 to 0.020%, B: 0.0003 to 0.0012%, sol.Al: 0.020 to 0.080%, N: 0.0010 to 0.0050%, the balance being Fe and unavoidable impurities after water quenching and tempering treatment A wear-resistant steel sheet having excellent toughness and delayed fracture resistance is described. In the technique described in Patent Document 2, the Mn content is suppressed to 0.10% or less, the toughness and delayed fracture resistance are improved, the Mo content is increased, and Cr, B, sol.Al, N, etc. By adjusting the content of, it is said that it is possible to ensure sufficient hardness as wear-resistant steel. In the technique described in Patent Document 2, low temperature toughness is further improved by performing tempering treatment.

また、特許文献3には、質量%で、C:0.30〜0.50%、Si:0.40〜1.50%、Mn:0.40〜1.50%、Cr:0.10〜0.50%、Mo:0.05〜1.00%、Ti:0.005〜0.050%、Nb:0.005〜0.050%、B:0.0005〜0.0030%、sol.Al:0.01〜0.10%、N:0.0010〜0.0060%を含有する鋼片を、1000〜1250℃に加熱し熱間圧延した後、A変態点以上の温度から10℃/s以上の冷却速度で100℃以下の温度まで冷却する焼入れ処理を行い、続いて150〜450℃の温度で焼戻し処理する、低温靭性に優れた高硬度耐摩耗鋼の製造方法が記載されている。特許文献3に記載された技術では、SiとNbを組み合わせて添加することにより焼戻し脆化と焼戻し軟化を同時に抑制でき、低温靭性に優れたHB500以上の高強度耐摩耗鋼が製造できるとしている。 In Patent Document 3, the mass percentage is C: 0.30 to 0.50%, Si: 0.40 to 1.50%, Mn: 0.40 to 1.50%, Cr: 0.10 to 0.50%, Mo: 0.05 to 1.00%, Ti: 0.005. Steel strips containing ~ 0.050%, Nb: 0.005 ~ 0.050%, B: 0.0005 ~ 0.0030%, sol.Al: 0.01 ~ 0.10%, N: 0.0010 ~ 0.0060% are heated to 1000 ~ 1250 ° C and hot rolled after performs quenching process for cooling the a 3 transformation point or above the temperature to a temperature of 100 ° C. or less at 10 ° C. / s or more cooling rate, followed tempering treatment at a temperature of 150 to 450 ° C., the excellent low temperature toughness A method for producing a high hardness wear resistant steel is described. According to the technique described in Patent Document 3, it is said that by adding Si and Nb in combination, temper embrittlement and temper softening can be suppressed at the same time, and a high-strength wear resistant steel of HB500 or more excellent in low-temperature toughness can be produced.

また、特許文献4には、質量%で、C:0.05〜0.40%、Si:0.1〜0.8%、Mn:0.5〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%、Ti:0.005〜0.5%、B:0.0005〜0.005%、Al:0.005〜0.10%、N:0.005%以下を含む組成を有する鋼を、900℃以下のオーステナイト未再結晶域において累積圧下率50%以上で熱間圧延した後、Ar点以上から焼入れし、その後300〜Ac点で焼戻しする耐摩耗鋼の製造方法が記載されている。なお、上記した組成に加えて、さらにCu、Ni、Mo、Vを任意成分として含有してもよいとしている。特許文献4に記載された技術では、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としている。 Further, in Patent Document 4, in mass%, C: 0.05 to 0.40%, Si: 0.1 to 0.8%, Mn: 0.5 to 2.0%, Cr: 0.1 to 2.0%, Ti: 0.005 to 0.5%, B: 0.0005 After hot rolling a steel having a composition containing up to 0.005%, Al: 0.005 to 0.10%, and N: 0.005% or less in an austenite non-recrystallized region at 900 ° C. or less at a cumulative reduction ratio of 50% or more, Ar 3 points A method for producing wear-resistant steel that is quenched from the above and then tempered at one point of 300 to Ac is described. In addition to the above composition, Cu, Ni, Mo, and V may be further included as optional components. In the technique described in Patent Document 4, the low temperature toughness is remarkably improved by directly quenching and tempering the structure in which the austenite grains are expanded to obtain a tempered martensite structure in which the prior austenite grains are expanded. Yes.

また、特許文献5には、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:0.005〜0.1%および/またはAl:0.035〜0.1%を含有する組成を有する低温靭性に優れた耐摩耗鋼板が記載されている。なお、特許文献5に記載された技術では、さらに、Nb、および/または、Cu、Ni、Cr、Vのうちから1種または2種以上、および/または、Ca、REMのうちの1種または2種を含有してもよいとしている。特許文献5に記載された技術によれば、高い表面硬さを有し、耐摩耗性に優れ、さらに優れた低温靭性を有する耐摩耗鋼板を、プロセスの困難性を伴うことなく、容易に製造できるとしている。   Patent Document 5 includes, in mass%, C: 0.10 to 0.30%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, W: 0.10 to 1.40%, B: 0.0003 to 0.0020%, A wear-resistant steel sheet having a composition containing Ti: 0.005-0.1% and / or Al: 0.035-0.1% and excellent in low-temperature toughness is described. In the technique described in Patent Document 5, one or more of Nb and / or Cu, Ni, Cr, and V, and / or one of Ca and REM, or Two types may be contained. According to the technique described in Patent Document 5, a wear-resistant steel sheet having high surface hardness, excellent wear resistance, and excellent low-temperature toughness can be easily manufactured without accompanying process difficulties. I can do it.

また、特許文献6には、曲げ加工性に優れた耐摩耗鋼板が記載されている。特許文献6に記載された耐摩耗鋼板は、質量%で、C:0.05〜0.30%、Ti:0.1〜1.2%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、固溶C量が0.03%以下である組成を有する鋼板で、フェライト相を基地相とし、基地相中に硬質相が分散した組織を有する鋼板である。なお、さらにNb、Vのうちの1種または2種、Mo、Wのうちの1種または2種、Si、Mn、Cuのうちの1種または2種以上、Ni、Bのうちの1種または2種、およびCr、を含有してもよいとしている。これにより、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、曲げ加工性がともに飛躍的に向上するとしている。   Patent Document 6 describes a wear-resistant steel plate having excellent bending workability. The wear-resistant steel sheet described in Patent Document 6 contains C: 0.05 to 0.30% and Ti: 0.1 to 1.2% in mass%, and is composed of the remainder Fe and inevitable impurities, and the amount of dissolved C is 0.03% or less. It is a steel plate having a composition in which a ferrite phase is a base phase and a hard phase is dispersed in the base phase. Furthermore, one or two of Nb and V, one or two of Mo and W, one or more of Si, Mn and Cu, one of Ni and B Alternatively, two types and Cr may be contained. As a result, both wear resistance and bending workability against earth and sand wear are drastically improved without a significant increase in hardness.

このように、特許文献1〜5に記載された各技術は優れた低温靱性を、また、特許文献6に記載された技術は優れた曲げ加工性を、優れた耐摩耗性とともに保持する耐摩耗鋼板の提供を目的としている。なお、特許文献5に記載された技術では、Wを必須含有としており、製造コストが増大する問題がある。また、特許文献6に記載された技術では、フェライトを主相とするもので表面硬さが低く、耐摩耗性が十分ではないという問題があった。また、特許文献1〜6に記載された各技術では、湿潤状態にある土砂のような、腐食性物質を含む環境下における摩耗、すなわち腐食摩耗、について特段の検討は行っておらず、耐腐食摩耗性については不明のままである。このようなことから耐腐食摩耗性に優れた耐摩耗鋼板が要望されていた。   As described above, each technology described in Patent Documents 1 to 5 has excellent low temperature toughness, and the technology described in Patent Document 6 has excellent wear resistance that maintains excellent bending workability along with excellent wear resistance. The purpose is to provide steel sheets. In addition, in the technique described in patent document 5, W is contained essential and there exists a problem which manufacturing cost increases. Further, the technique described in Patent Document 6 has a problem that the main phase is ferrite, the surface hardness is low, and the wear resistance is not sufficient. In addition, in each technique described in Patent Documents 1 to 6, there is no special examination on wear in an environment containing a corrosive substance such as wet earth and sand, that is, corrosion wear. Abrasion remains unclear. For these reasons, there has been a demand for a wear-resistant steel plate having excellent corrosion wear resistance.

このような要望に対し、例えば、特許文献7には、C:0.23〜0.35%、Si:0.05〜1.00%、Mn:0.1〜2.0%、Al:0.005〜0.100%、Cr:0.03〜2.0%、Mo:0.03〜1.0%を、DI*が45以上を満足するように含む組成を有し、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し、表面硬さがブリネル硬さHBW10/3000で450以上である低温靱性および耐腐食摩耗性に優れた耐摩耗鋼板が記載されている。特許文献7に記載された技術によれば、CrとMoを複合含有させて、とくに湿潤状態の土砂摩耗環境下での耐腐食摩耗性に優れ、かつ低温靭性にも優れた耐摩耗鋼板を、表面硬さの低下を伴うことなく、製造できるとしている。   In response to such a request, for example, Patent Document 7 includes C: 0.23-0.35%, Si: 0.05-1.00%, Mn: 0.1-2.0%, Al: 0.005-0.100%, Cr: 0.03-2.0%, Mo: has a composition containing 0.03 to 1.0% so that DI * satisfies 45 or more, 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, and the surface hardness A wear-resistant steel sheet having a Brinell hardness of HBW 10/3000 and 450 or higher and excellent in low temperature toughness and corrosion wear resistance is described. According to the technique described in Patent Document 7, a wear-resistant steel sheet that contains Cr and Mo in combination, is excellent in corrosion wear resistance particularly in a wet earth and sand wear environment, and is also excellent in low-temperature toughness. It is said that it can be produced without a decrease in surface hardness.

また、特許文献8には、C:0.10〜0.20%、Si:0.05〜1.00%、Mn:0.1〜2.0%、Al:0.005〜0.100%を含み、さらに、Cr:0.05〜2.0%、Mo:0.05〜1.0%のうちから選ばれた1種または2種を含み、かつ鋼中固溶Cr量(Crsol)および鋼中固溶Mo量(Mosol)が、0.05≦(Crsol+2.5Mosol)≦2.0を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、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以下である組織とを有し、さらに、表面硬さが、ブリネル硬さHBW10/3000で360以上である低温靱性および耐腐食摩耗性に優れた耐摩耗鋼板が提案されている。特許文献8に記載された技術によれば、とくに湿潤状態の土砂摩耗環境下での耐腐食摩耗性に優れ、かつ低温靭性にも優れた耐摩耗鋼板を表面硬さを低下させることなく、製造できるとしている。   Patent Document 8 includes C: 0.10 to 0.20%, Si: 0.05 to 1.00%, Mn: 0.1 to 2.0%, Al: 0.005 to 0.100%, and Cr: 0.05 to 2.0%, Mo: 0.05. -1% or 2 types selected from 1.0%, and solid solution Cr content in steel (Crsol) and solid solution Mo content in steel (Mosol) satisfy 0.05 ≦ (Crsol + 2.5Mosol) ≦ 2.0 And having a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities, a martensite phase as quenched and having a structure with a prior austenite grain size of 30 μm or less, and a surface hardness of Brinell hardness HBW10 / A wear-resistant steel sheet having excellent low temperature toughness and corrosion wear resistance of 3000 or more is proposed. According to the technique described in Patent Document 8, a wear-resistant steel sheet having excellent corrosion wear resistance particularly in a wet earth and sand wear environment and excellent in low temperature toughness can be produced without reducing surface hardness. I can do it.

特開昭61−166954号公報JP-A-61-166954 特開平02−179842号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-179842 特開平08−41535号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-41535 特開2002−20837号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-20837 特開2007−92155号公報JP 2007-92155 A 特開2007−197813号公報JP 2007-197813 A WO 2014/045552号公報WO 2014/045552 Publication WO 2014/045553号公報WO 2014/045553 Publication

しかしながら、特許文献7に記載された技術では、C含有量を0.23%以上と高くすることにより、ブリネル硬さHBW10/3000で450以上の高い表面硬さを有する鋼板となっているが、C含有量、表面硬さに見合う十分な耐腐食摩耗性を有する耐摩耗鋼板となるまでには至っていないという問題がある。また、特許文献8に記載された技術では、C含有量が0.20%以下と比較的低く、表面硬さが最高でも485程度と低いため、より高い表面硬さレベルで、優れた耐腐食摩耗性、優れた低温靭性を兼備するまでに至っていないという問題を残していた。   However, in the technique described in Patent Document 7, by increasing the C content to 0.23% or more, the steel has a Brinell hardness HBW10 / 3000 and a high surface hardness of 450 or more. There is a problem that it has not yet reached a wear-resistant steel sheet having sufficient corrosion and wear resistance commensurate with the amount and surface hardness. In the technique described in Patent Document 8, the C content is relatively low at 0.20% or less, and the surface hardness is as low as about 485 at the maximum. Therefore, it has excellent corrosion wear resistance at a higher surface hardness level. The problem of not having excellent low temperature toughness was left.

本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、ブリネル硬さHBW10/3000で500以上と高い表面硬さを有し耐摩耗性に優れ、かつ優れた低温靱性と、優れた耐腐食摩耗性とを兼備する耐摩耗鋼板を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the prior art, has a Brinell hardness HBW10 / 3000 and a surface hardness as high as 500 or more, has excellent wear resistance, excellent low temperature toughness, excellent corrosion wear resistance, It aims at providing the wear-resistant steel plate which combines.

本発明者らは、上記した目的を達成するため、高い表面硬さを有し耐摩耗性に優れた状態としたうえで、低温靭性、耐腐食摩耗性に影響する各種要因について鋭意研究を重ねた。その結果、まず、C含有量を0.20%超えとすることで、ブリネル硬さHBW10/3000で500以上の高い表面硬さが安定して得られ、優れた耐摩耗性が得られることを知見した。そして、そのような成分系で、さらに優れた低温靭性と優れた耐腐食摩耗性との両立を図るための方策について鋭意検討し、Crおよび/またはMoを適正量必須含有し、固溶Cr量および固溶Mo量を適正範囲に確保して、腐食摩耗をある程度抑制できる成分系としたうえで、さらにSbとBを複合して必須含有させることに思い至った。本発明者らの検討によれば、Sbは、とくに0.20質量%を超えるような高C系で耐腐食摩耗性を顕著に向上させる作用を有する。しかし、0.20質量%を超えるような高C系で、Sbを添加すると靭性の劣化が著しくなる。そこで、本発明者らは、BをSbと複合含有させることにより、Sb含有による靭性低下を抑制できることを新規に知見し、BをSbと複合させて含有することに思い至った。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors made extensive research on various factors affecting low temperature toughness and corrosion wear resistance after having high surface hardness and excellent wear resistance. It was. As a result, it was first found that by making the C content more than 0.20%, a high surface hardness of 500 or more was stably obtained with a Brinell hardness HBW10 / 3000, and excellent wear resistance was obtained. . And with such a component system, we have eagerly investigated measures to achieve both excellent low temperature toughness and excellent corrosion wear resistance, and contain an appropriate amount of Cr and / or Mo, and the amount of solute Cr In addition, the inventors have sought to ensure that the amount of solute Mo is within an appropriate range to make the component system capable of suppressing corrosion wear to some extent, and to further contain Sb and B in an essential manner. According to the study by the present inventors, Sb has a function of remarkably improving the corrosion wear resistance particularly in a high C system exceeding 0.20% by mass. However, when Sb is added in a high C system exceeding 0.20% by mass, the toughness deteriorates remarkably. Therefore, the present inventors have newly found that the inclusion of B in combination with Sb can suppress a decrease in toughness due to the inclusion of Sb, and have come to think that B is included in combination with Sb.

さらに、本発明者らは、Crおよび/またはMoを適正量含有し、さらに、Sb、Bを複合して含有したうえ、さらにC、Si、Mn、P、S、Al等を適正量含み、焼入れ性を向上させた組成として、焼入れ処理を施し、組織を、旧オーステナイト(γ)粒径が30μm以下で、体積率が95%以上の低温変態相(マルテンサイト、焼戻マルテンサイト、下部ベイナイト)を主相とする組織とすることにより、優れた低温靱性をも兼備する耐摩耗鋼板とすることができることを知見した。   Furthermore, the present inventors contain an appropriate amount of Cr and / or Mo, further contain a composite of Sb and B, and further contain an appropriate amount of C, Si, Mn, P, S, Al, etc. As a composition with improved hardenability, a quenching treatment is performed, and the structure is a low temperature transformation phase (martensite, tempered martensite, lower bainite) having a prior austenite (γ) particle size of 30 μm or less and a volume ratio of 95% or more. It has been found that a wear-resistant steel sheet having excellent low-temperature toughness can be obtained by making the structure having a main phase of).

本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
(1)質量%で、C:0.20%超え0.35%以下、Si:0.02〜1.00%、Mn:0.1〜2.0%、P:0.020%以下、S:0.005%以下、Al:0.005〜0.100%、Sb:0.005〜0.20%、B:0.0003〜0.0030%を含み、さらに、Cr:0.05〜2.0%、Mo:0.05〜1.0%のうちから選ばれた1種または2種を含み、かつ鋼中固溶Cr量および鋼中固溶Mo量が次(1)式
0.05 ≦( Crsol+2.5 Mosol ) ≦ 2.0 ……(1)
(ここで、Crsol:鋼中固溶Cr量(質量%)、Mosol:鋼中固溶Mo量(質量%))
を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、板厚1/4位置において、旧オーステナイト(γ)粒径が30μm以下で、低温変態相の体積率が95%以上である組織と、を有し、さらに、表面硬さが、ブリネル硬さHBW10/3000で500 以上であることを特徴とする低温靱性および耐腐食摩耗性に優れた耐摩耗鋼板。
(2)(1)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Nb:0.005〜0.1%、Ti:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする耐摩耗鋼板。
(3)(1)または(2)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Sn:0.005〜0.2%を含有することを特徴とする耐摩耗鋼板。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Cu:0.03〜1.0%、Ni:0.03〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種を含有することを特徴とする耐摩耗鋼板。
(5)(1)ないし(4)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、REM:0.0005〜0.008%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする耐摩耗鋼板。
The present invention has been completed based on such findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) By mass%, C: more than 0.20% and 0.35% or less, Si: 0.02 to 1.00%, Mn: 0.1 to 2.0%, P: 0.020% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.005 to 0.100%, Sb : 0.005 to 0.20%, B: 0.0003 to 0.0030%, Cr: 0.05 to 2.0%, Mo: 0.05 to 1.0% selected from one or two, and solute Cr in steel The amount of solute Mo in steel
0.05 ≤ (Crsol + 2.5 Mosol) ≤ 2.0 ... (1)
(Here, Crsol: amount of solute Cr in steel (mass%), Mosol: amount of solute Mo in steel (mass%))
And a composition composed of the balance Fe and unavoidable impurities, and a structure in which the prior austenite (γ) grain size is 30 μm or less and the volume ratio of the low-temperature transformation phase is 95% or more at the 1/4 thickness position, A wear-resistant steel sheet having excellent low-temperature toughness and corrosion wear resistance, characterized by having a surface hardness of 500 or more with a Brinell hardness HBW10 / 3000.
(2) In (1), in addition to the above composition, in addition to mass, one or two selected from Nb: 0.005 to 0.1%, Ti: 0.005 to 0.1%, and V: 0.005 to 0.1% A wear-resistant steel sheet comprising the above.
(3) The wear-resistant steel sheet according to (1) or (2), further containing Sn: 0.005 to 0.2% by mass% in addition to the above composition.
(4) In any one of (1) to (3), in addition to the above composition, one or two selected from Cu: 0.03 to 1.0% and Ni: 0.03 to 2.0% by mass% A wear-resistant steel sheet comprising:
(5) In any one of (1) to (4), in addition to the above-described composition, in addition to mass, REM: 0.0005 to 0.008%, Ca: 0.0005 to 0.005%, Mg: 0.0005 to 0.005% A wear-resistant steel sheet comprising one or more of the above-mentioned.

本発明によれば、表面硬さを低下させることなく優れた耐摩耗性を安定的に有し、さらに低温靭性にも優れ、とくに湿潤状態の土砂摩耗環境下での耐腐食摩耗性に優れた耐摩耗鋼板を、容易にしかも安定して製造でき、産業上格段の効果を奏する。   According to the present invention, it stably has excellent wear resistance without reducing surface hardness, and also has excellent low-temperature toughness, particularly excellent corrosion wear resistance in a wet earth and sand wear environment. A wear-resistant steel plate can be manufactured easily and stably, and has a remarkable industrial effect.

まず、本発明耐摩耗鋼板の組成の限定理由について説明する。なお、以下、とくに断わらない限り質量%は、単に%で記す。   First, the reasons for limiting the composition of the wear resistant steel sheet of the present invention will be described. Hereinafter, unless otherwise specified, mass% is simply expressed as%.

C:0.20%超え0.35%以下
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。本発明では、鋼板の表面硬さをHBW10/3000で500以上を確保するために、0.20%超えの含有を必要とする。Cが0.20%以下では、所望の表面硬さが得られない。一方、0.35%を超えて多量に含有すると、溶接性、低温靭性および加工性が低下する。このため、Cは0.20%超え0.35%以下の範囲に限定した。なお、好ましくは0.21〜0.34%である。
C: More than 0.20% and 0.35% or less C is an important element for increasing the hardness of the steel sheet and improving the wear resistance. In the present invention, in order to ensure the surface hardness of the steel sheet to be 500 or more with HBW 10/3000, the content needs to exceed 0.20%. If C is 0.20% or less, the desired surface hardness cannot be obtained. On the other hand, when it contains more than 0.35%, weldability, low temperature toughness and workability deteriorate. For this reason, C was limited to the range of more than 0.20% and not more than 0.35%. In addition, Preferably it is 0.21 to 0.34%.

Si:0.02〜1.00%
Siは、溶鋼の脱酸剤として作用する有効な元素である。また、Siは、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。このような効果を得るためには、0.02%以上の含有を必要とする。Siが0.02%未満では十分な脱酸効果が得られない。一方、1.00%を超えて含有すると、延性、靭性が低下し、また鋼板中の介在物量が増加する。このため、Siは0.02〜1.00%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.2〜0.50%である。
Si: 0.02 to 1.00%
Si is an effective element that acts as a deoxidizer for molten steel. Si is an element that contributes effectively to improving the strength of the steel sheet by solid solution strengthening. In order to obtain such an effect, a content of 0.02% or more is required. If Si is less than 0.02%, sufficient deoxidation effect cannot be obtained. On the other hand, when it contains exceeding 1.00%, ductility and toughness will fall, and the amount of inclusions in a steel plate will increase. For this reason, Si was limited to the range of 0.02 to 1.00%. In addition, Preferably it is 0.2 to 0.50%.

Mn:0.1〜2.0%
Mnは、焼入れ性を向上させ、鋼板硬さを増加させる作用を有する有効な元素である。このような効果を得るためには0.1%以上の含有を必要とする。一方、2.0%を超えて含有すると、溶接性が低下する。このため、Mnは0.1〜2.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.4〜1.6%、より好ましくは0.7〜1.4%である。
Mn: 0.1-2.0%
Mn is an effective element that has the effect of improving hardenability and increasing the hardness of the steel sheet. In order to obtain such an effect, a content of 0.1% or more is required. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, the weldability decreases. For this reason, Mn was limited to the range of 0.1 to 2.0%. In addition, Preferably it is 0.4 to 1.6%, More preferably, it is 0.7 to 1.4%.

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。このため、Pはできるだけ低減することが望ましいが、0.020%までは許容できる。このため、Pは0.020%以下に限定した。なお、過度の低減は精錬コストの高騰を招くため、Pは0.005%以上とすることが望ましい。
P: 0.020% or less When P is contained in a large amount in steel, the low temperature toughness is lowered. For this reason, it is desirable to reduce P as much as possible, but it is acceptable up to 0.020%. For this reason, P was limited to 0.020% or less. In addition, since excessive reduction causes the refining cost to rise, it is desirable that P is 0.005% or more.

S:0.005%以下
Sは、鋼中に多量に含まれるとMnSとして析出し、延性、靭性の低下を招く。とくに高強度鋼板では、MnSは破壊発生の起点となり、靭性の低下を招く。このため、本発明では、Sはできるだけ低減することが望ましいが、0.005%までは許容できる。このようなことから、Sは0.005%以下に限定した。なお、過度の低減は精錬コストの高騰を招くため、Sは0.0005%以上とすることが望ましい。
S: 0.005% or less When S is contained in a large amount in steel, it precipitates as MnS and causes a decrease in ductility and toughness. In particular, in high-strength steel sheets, MnS becomes a starting point for fracture occurrence and causes a decrease in toughness. Therefore, in the present invention, it is desirable to reduce S as much as possible, but up to 0.005% is acceptable. For these reasons, S is limited to 0.005% or less. In addition, since excessive reduction leads to an increase in refining cost, S is desirably 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る。また、Alは結晶粒の微細化により低温靱性の向上に有効に寄与する。このような効果を得るために、0.005%以上の含有を必要とする。Alが0.005%未満では、上記した効果が十分に得られない。一方、Alが0.100%を超えて多量に含有されると、溶接性が低下する。このため、Alは0.005〜0.100%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.015〜0.050%である。
Al: 0.005-0.100%
Al is an effective element that acts as a deoxidizer for molten steel. Moreover, Al contributes effectively to the improvement of low temperature toughness by refining crystal grains. In order to acquire such an effect, 0.005% or more of content is required. If Al is less than 0.005%, the above-described effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if Al is contained in a large amount exceeding 0.100%, the weldability is lowered. For this reason, Al was limited to the range of 0.005 to 0.100%. In addition, Preferably it is 0.015 to 0.050%.

Sb:0.005〜0.20%
Sbは、耐腐食摩耗性を向上させる元素であり、本発明では重要な元素である。Sbは鋼板のアノード反応を抑制するとともに、カソード反応である水素発生反応も抑制する。これにより、鋼板の腐食を抑制し、耐腐食摩耗性を向上させることができる。本発明では、固溶Cr量および固溶Mo量の調整に加えてさらに、Sbを含有させることにより、優れた耐腐食摩耗性が得られる。さらに、Sbは熱間圧延のための再加熱時および熱間圧延後の熱処理時の脱炭を抑制し、鋼板表面の硬度低下を抑制することができる。このような効果を充分に得るためには、Sbは0.005%以上の含有を必要とする。一方、0.20%を超える含有は、靭性の低下を招く。このため、Sbは0.005〜0.20%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.010〜0.1%である。
Sb: 0.005-0.20%
Sb is an element that improves the corrosion wear resistance, and is an important element in the present invention. Sb suppresses the anode reaction of the steel sheet and also suppresses the hydrogen generation reaction that is a cathode reaction. Thereby, corrosion of a steel plate can be suppressed and corrosion wear resistance can be improved. In the present invention, in addition to the adjustment of the solid solution Cr amount and the solid solution Mo amount, excellent corrosion wear resistance can be obtained by further containing Sb. Furthermore, Sb can suppress decarburization during reheating for hot rolling and heat treatment after hot rolling, and can suppress a decrease in hardness of the steel sheet surface. In order to sufficiently obtain such an effect, Sb needs to be contained in an amount of 0.005% or more. On the other hand, a content exceeding 0.20% causes a decrease in toughness. For this reason, Sb was limited to 0.005 to 0.20% of range. In addition, Preferably it is 0.010 to 0.1%.

B:0.0003〜0.0030%
Bは、微量の含有で焼入れ性を向上させる有効な元素である。さらに、Bは、Sb含有による靭性の低下を低減することができる有用な元素である。このような効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは次のように考えている。
B: 0.0003-0.0030%
B is an effective element that improves hardenability when contained in a small amount. Further, B is a useful element that can reduce a decrease in toughness due to Sb content. The reason why such an effect is obtained is not necessarily clear, but the present inventors consider as follows.

本発明のような超高硬度な耐摩耗鋼においてSbを含有させると、Sbが旧γ粒界に偏析して靭性が低下する。しかし、SbとともにBを含有させると、Bが優先的に粒界に偏析することで、Sbの粒界への偏析を抑制することができるためと、考えられる。   When Sb is contained in the ultrahigh hardness wear-resistant steel as in the present invention, Sb segregates at the old γ grain boundary and the toughness decreases. However, it is considered that when B is contained together with Sb, segregation of Sb to the grain boundary can be suppressed by preferentially segregating B to the grain boundary.

また、HBW10/3000で500以上の高硬度の耐摩耗鋼において、BとSbとを複合して含有させるにより、優れた耐腐食耐摩耗性が得られる。このような効果を得るためには、B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、逆に靭性が低下する。このため、Bは0.0003〜0.0030%の範囲に限定した。なお、耐摩耗鋼板の溶接に一般的に使用されるCO溶接などの低入熱溶接部における低温割れを抑制するという観点から、Bは0.0003〜0.0015%の範囲に限定することが好ましい。 Further, in a wear-resistant steel having a hardness of 500 or higher in HBW 10/3000, excellent corrosion and wear resistance can be obtained by combining B and Sb. In order to acquire such an effect, B needs to contain 0.0003% or more. On the other hand, when it contains exceeding 0.0030%, conversely, toughness falls. For this reason, B was limited to the range of 0.0003 to 0.0030%. In addition, B is preferably limited to a range of 0.0003 to 0.0015% from the viewpoint of suppressing low-temperature cracking in a low heat input weld such as CO 2 welding generally used for welding of wear-resistant steel plates.

Cr:0.05〜2.0%、Mo:0.05〜1.0%のうちから選ばれた1種または2種
Cr、Moはいずれも、腐食摩耗を抑制する作用を有し、耐腐食摩耗性を向上させる有効な元素であり、本発明では重要な元素の一つであり1種または2種を選択して含有する。
One or two selected from Cr: 0.05-2.0%, Mo: 0.05-1.0%
Both Cr and Mo are effective elements that have the effect of suppressing corrosion wear and improve the resistance to corrosion wear. In the present invention, one of the important elements is selected as one or two kinds. contains.

Crは、湿潤状態の土砂等との接触が問題となるような腐食摩耗環境において、アノード反応によりCr酸イオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、耐腐食摩耗性を向上させる。また、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。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。Cr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、2.0%を超える多量の含有は、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、含有する場合にはCrは0.05〜2.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは、0.07〜1.20%である。   Cr is eluted as Cr acid ions by an anodic reaction in a corrosive wear environment where contact with wet earth and sand becomes a problem, and corrosion resistance is improved by inhibiting corrosion by an inhibitor effect. Cr also has the effect of improving the low temperature toughness by increasing the hardenability and making the martensite phase fine. In order to acquire such an effect, 0.05% or more of content is required. If Cr is less than 0.05%, such an effect cannot be exhibited sufficiently. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, the weldability is lowered and the production cost is increased. For this reason, when it contained, Cr was limited to 0.05 to 2.0% of range. In addition, Preferably, it is 0.07 to 1.20%.

Moは、Crと同様に、湿潤状態の土砂等との接触が問題となるような腐食摩耗環境において、アノード反応によりMo酸イオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、耐腐食摩耗性を向上させる。また、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、Moは0.05%以上の含有を必要とする。Mo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、1.0%を超える多量の含有は、溶接性が低下するうえ、製造コストが高騰する。このため、含有する場合には、Moは0.05〜1.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは、0.10〜0.50%である。   Mo, like Cr, elutes as Mo acid ions by the anodic reaction in a corrosive wear environment where contact with wet earth and sand becomes a problem. Improve sexiness. Mo also has the effect of improving the low temperature toughness by increasing the hardenability and refining the martensite phase. In order to acquire such an effect, Mo needs to contain 0.05% or more. If Mo is less than 0.05%, such an effect cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the content exceeds 1.0%, the weldability is lowered and the production cost is increased. For this reason, when it contained, Mo was limited to 0.05 to 1.0% of range. In addition, Preferably, it is 0.10 to 0.50%.

なお、CrとMoを複合して含有することにより、耐腐食摩耗性の向上が期待できる。これは、CrおよびMoが酸素酸として存在し得るpH領域が異なり、広い範囲のpHを有する湿潤状態の土砂等による腐食摩耗を抑制することができるためであると推定される。   In addition, by containing Cr and Mo in combination, an improvement in corrosion wear resistance can be expected. This is presumed to be because the pH range in which Cr and Mo can exist as oxyacids is different and corrosive wear due to wet earth and sand having a wide pH range can be suppressed.

また、耐腐食摩耗性を向上させるために、本発明では、上記した範囲のCr、Moを含有し、さらに、鋼中固溶Cr量および鋼中固溶Mo量が次(1)式
0.05 ≦(Crsol+2.5 Mosol) ≦ 2.0 ……(1)
(ここで、Crsol:鋼中固溶Cr量(質量%)、Mosol:鋼中固溶Mo量(質量%))
を満足するように、調整する。Cr、Moが炭化物等を形成し、析出物として析出すると、その析出物周辺では固溶Cr量、固溶Mo量が減少するため、上記したインヒビター効果が低減し、耐腐食摩耗性が低下する。このため、本発明では、鋼中固溶Cr量(Crsol)および鋼中固溶Mo量(Mosol)が、上記した(1)式を満足するように調節する。
Further, in order to improve corrosion wear resistance, the present invention contains Cr and Mo in the above-mentioned ranges, and further, the amount of solute Cr in steel and the amount of solute Mo in steel are expressed by the following formula (1)
0.05 ≦ (Crsol + 2.5 Mosol) ≦ 2.0 …… (1)
(Here, Crsol: amount of solute Cr in steel (mass%), Mosol: amount of solute Mo in steel (mass%))
Make adjustments to satisfy When Cr, Mo forms carbides, etc., and precipitates as precipitates, the amount of solid solution Cr and solid solution Mo decreases around the precipitate, so the above inhibitor effect is reduced and corrosion wear resistance is reduced. . For this reason, in the present invention, the amount of solute Cr in steel (Crsol) and the amount of solute Mo in steel (Mosol) are adjusted so as to satisfy the above-described formula (1).

(Crsol+2.5 Mosol)が、0.05未満では、上記したインヒビター効果を十分に確保することができない。このため、本発明では(Crsol+2.5 Mosol)を0.05以上とする必要がある。一方、(Crsol+2.5 Mosol)が2.0を超えると、効果が飽和するとともに、製造コストが高騰する。なお、好ましくは(Crsol+2.5 Mosol)は0.10〜1.0である。   When (Crsol + 2.5 Mosol) is less than 0.05, the above inhibitor effect cannot be sufficiently ensured. For this reason, in the present invention, (Crsol + 2.5 Mosol) needs to be 0.05 or more. On the other hand, when (Crsol + 2.5 Mosol) exceeds 2.0, the effect is saturated and the manufacturing cost increases. In addition, Preferably (Crsol + 2.5 Mosol) is 0.10-1.0.

なお、固溶Cr量および固溶MO量は、次のような方法により算出するものとする。   In addition, the amount of solid solution Cr and the amount of solid solution MO shall be calculated by the following methods.

鋼板から、電解集出用試験片を採取し、該試験片を10%アセチルアセトン系電解液中で電解抽出し、得られた抽出残渣(析出物)をICP発光分光分析法で分析し、析出物として抽出残渣中に含まれるCr量、析出物として抽出残渣中に含まれるMo量として、それぞれ定量する。ここで、抽出残渣中に含まれるCr量を析出Cr量、抽出残渣中に含まれるMo量を析出Mo量とし、全Cr量、全Mo量からそれぞれ差し引き、固溶Cr量および固溶Mo量を求める。   A test piece for electrolytic collection is collected from the steel plate, the test piece is subjected to electrolytic extraction in a 10% acetylacetone-based electrolytic solution, and the obtained extraction residue (precipitate) is analyzed by ICP emission spectroscopy. As the amount of Cr contained in the extraction residue, and as the amount of Mo contained in the extraction residue as a precipitate. Here, the amount of Cr contained in the extraction residue is the amount of precipitated Cr, the amount of Mo contained in the extraction residue is the amount of precipitated Mo, and subtracted from the total Cr amount and the total Mo amount, respectively, the solid solution Cr amount and the solid solution Mo amount Ask for.

また、固溶Cr量、固溶Mo量が上記した(1)式を満足するようにするためには、炭化物等の析出を極力抑制する必要がある。そのためには、熱履歴を調整したり、Nb量やTi量を制御する必要がある。具体的には、例えば、CrやMoの炭化物等の析出する温度範囲(500〜800℃)に保持される時間を極力短くすることや、CrやMOよりも炭化物等を形成しやすいNbやTiを含有させることが望ましい。   Further, in order to satisfy the above-described expression (1) in the amount of solid solution Cr and the amount of solid solution Mo, it is necessary to suppress precipitation of carbides as much as possible. For this purpose, it is necessary to adjust the heat history and control the Nb amount and Ti amount. Specifically, for example, Nb and Ti that can form carbides more easily than Cr and MO, for example, shortening the time that is maintained in the temperature range (500 to 800 ° C.) in which Cr and Mo carbides are precipitated are as short as possible. It is desirable to contain.

上記した成分が基本の成分であるが、基本の組成に加えてさらに選択元素として、Nb:0.005〜0.1%、Ti:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた1種または2種以上、および/または、Sn:0.005〜0.2%、および/または、Cu:0.03〜1.0%、Ni:0.03〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種、および/または、REM:0.0005〜0.008%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%のうちから選ばれた1種または2種以上、必要に応じて選択して含有してもよい。   The above component is a basic component, but in addition to the basic composition, Nb: 0.005-0.1%, Ti: 0.005-0.1%, V: 0.005-0.1% Or two or more, and / or Sn: 0.005 to 0.2%, and / or Cu: 0.03 to 1.0%, Ni: 0.03 to 2.0%, and / or REM : 0.0005-0.008%, Ca: 0.0005-0.005%, Mg: One or more selected from 0.0005-0.005% may be selected and contained as necessary.

Nb:0.005〜0.1%、Ti:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた1種または2種以上
Nb、Ti、Vはいずれも、炭窒化物等の析出物として析出し、組織の微細化を介して靭性を向上させる元素であり、必要に応じて選択して、Nb、Ti、Vのうちから選ばれた1種または2種以上を含有できる。
One or more selected from Nb: 0.005-0.1%, Ti: 0.005-0.1%, V: 0.005-0.1%
Nb, Ti and V are all elements that precipitate as precipitates such as carbonitrides and improve toughness through refinement of the structure. 1 type or 2 types or more selected from.

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。このような効果を確保するために、0.005%以上含有することが好ましい。一方、0.1%を超えて多量に含有すると、溶接性が低下する。このため、含有する場合には、Nbは0.005〜0.1%の範囲に限定することが好ましい。なお、組織微細化の観点から、0.012〜0.03%の範囲とすることがより好ましい。   Nb is an element that precipitates as carbonitride and contributes effectively to improving toughness through refinement of the structure. In order to ensure such an effect, it is preferable to contain 0.005% or more. On the other hand, when it contains more than 0.1%, weldability will fall. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Nb to 0.005 to 0.1% of range. In addition, from a viewpoint of refinement | miniaturization of a structure, it is more preferable to set it as 0.012 to 0.03% of range.

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。このような効果を得るために、Tiは0.005%以上含有することが好ましい。一方、0.1%を超えて多量に含有すると、粗大な炭窒化物が析出し、靭性が低下する。このため、含有する場合には、Tiは0.005〜0.1%の範囲に限定することが好ましい。なお、コスト低減という観点から、0.005〜0.03%の範囲とすることがより好ましい。   Ti is an element that precipitates as TiN and contributes to improvement of toughness through fixation of solute N. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain Ti 0.005% or more. On the other hand, when it contains more than 0.1%, coarse carbonitride precipitates and toughness decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Ti to 0.005 to 0.1% of range. In addition, from a viewpoint of cost reduction, it is more preferable to set it as 0.005 to 0.03% of range.

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、Vは0.005%以上含有することが好ましい。一方、0.1%を超えて多量に含有すると、溶接性が低下する。このため、含有する場合には、Vは0.005〜0.1%の範囲とすることが好ましい。なお、組織微細化および溶接性の観点から0.01〜0.06%の範囲とすることがより好ましい。   V is an element that 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 preferable to contain V 0.005% or more. On the other hand, when it contains more than 0.1%, weldability will fall. For this reason, when it contains, it is preferable to set V as 0.005 to 0.1% of range. In addition, it is more preferable to set it as the range of 0.01 to 0.06% from a viewpoint of structure refinement | miniaturization and weldability.

Sn:0.005〜0.2%
Snは、耐腐食摩耗性を向上させる元素であり、本発明では、必要に応じて含有できる。Snは、アノード反応によりSnイオンとして溶出し、インヒビター効果により腐食を抑制することで、鋼板の耐腐食摩耗性を向上させる。また、Snは、鋼板表面にSnを含む酸化皮膜を形成し、鋼板のアノード反応、カソード反応を抑制することで、鋼板の耐腐食摩耗性を向上させる。このような効果を得るためには、Snは0.005%以上含有することが好ましい。一方、0.2%を超えて多量に含有すると、鋼板の延性や靱性の低下を招く。このため、含有する場合には、Snは0.005〜0.2%の範囲に限定することが好ましい。なお、トランプエレメントの低減という観点から、0.005〜0.1%の範囲とすることがより好ましい。
Sn: 0.005-0.2%
Sn is an element that improves the corrosion wear resistance and can be contained as necessary in the present invention. Sn elutes as Sn ions by the anode reaction and suppresses corrosion by the inhibitor effect, thereby improving the corrosion wear resistance of the steel sheet. Sn also forms an oxide film containing Sn on the surface of the steel sheet, and suppresses the anode reaction and cathode reaction of the steel sheet, thereby improving the corrosion wear resistance of the steel sheet. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain Sn 0.005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.2%, the ductility and toughness of the steel sheet are lowered. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Sn to 0.005 to 0.2% of range. In addition, it is more preferable to set it as 0.005-0.1% from a viewpoint of reduction of a playing element.

Cu:0.03〜1.0%、Ni:0.03〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種
Cu、Niはいずれも、焼入れ性を向上させ、硬さ増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。このような効果を得るためには、Cu:0.03%以上、Ni:0.03%以上含有することが好ましい。一方、Cu:1.0%を超えると、熱間加工性が低下し、製造コストも高騰する。また、Ni:2.0%を超えて含有すると製造コストが高騰する。このようなことから、含有する場合には、Cuは0.03〜1.0%の範囲に、また、Niは0.03〜2.0%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、Cuは0.03〜0.5%の範囲に、Niは0.03〜0.5%の範囲に、限定することがより好ましい。
One or two selected from Cu: 0.03-1.0%, Ni: 0.03-2.0%
Both Cu and Ni are elements that improve the hardenability and contribute to the increase in hardness, and can be selected and contained as necessary. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Cu: 0.03% or more and Ni: 0.03% or more. On the other hand, when Cu exceeds 1.0%, the hot workability is lowered and the manufacturing cost is also increased. Further, if Ni is contained in excess of 2.0%, the production cost increases. Therefore, when contained, Cu is preferably limited to a range of 0.03 to 1.0%, and Ni is preferably limited to a range of 0.03 to 2.0%. From the viewpoint of further cost reduction, it is more preferable to limit Cu to a range of 0.03-0.5% and Ni to a range of 0.03-0.5%.

REM:0.0005〜0.008%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%のうちから選ばれた1種または2種以上
REM、Ca、Mgはいずれも、Sと結合し球状の硫化物系介在物を生成する元素で、MnSの生成を抑制するために、必要に応じ選択して含有させる元素である。
REM: 0.0005 to 0.008%, Ca: 0.0005 to 0.005%, Mg: One or more selected from 0.0005 to 0.005%
REM, Ca, and Mg are all elements that combine with S to form spherical sulfide inclusions, and are elements that are selected and included as necessary to suppress the formation of MnS.

REMは、Sを固定し、靱性低下の原因となるMnSの生成を抑制する作用を有する。このような効果を得るために、0.0005%以上含有することが好ましい。一方、0.008%を超える含有は、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、含有する場合は、REMは0.0005〜0.008%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.0005〜0.0020%である。   REM has the effect of fixing S and suppressing the generation of MnS that causes a decrease in toughness. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.008%, the amount of inclusions in the steel increases, leading to a decrease in toughness. For this reason, when it contains, it is preferable to limit REM to 0.0005 to 0.008% of range. In addition, More preferably, it is 0.0005 to 0.0020%.

Caは、Sを固定し、靱性低下の原因となるMnSの生成を抑制する作用を有する。このような効果を得るために、0.0005%以上含有することが好ましい。一方、0.005%を超える含有は、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、含有する場合は、Caは0.0005〜0.005%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましく0.0005〜0.0030%である。   Ca has an action of fixing S and suppressing the generation of MnS that causes a decrease in toughness. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.005%, the amount of inclusions in the steel increases, leading to a decrease in toughness. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Ca to 0.0005 to 0.005% of range. In addition, 0.0005 to 0.0030% is more preferable.

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、0.0005%以上含有することが好ましい。一方、0.005%を超える含有は、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、Mgは0.0005〜0.005%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.0005〜0.0040%である。   Mg fixes S and suppresses the generation of MNS that causes a decrease in toughness. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.005%, the amount of inclusions in the steel increases, leading to a decrease in toughness. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Mg to the range of 0.0005 to 0.005%. In addition, More preferably, it is 0.0005 to 0.0040%.

上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。   The balance other than the components described above consists of Fe and inevitable impurities.

次に、本発明耐摩耗鋼板の組織限定理由について説明する。   Next, the reason for limiting the structure of the wear-resistant steel sheet of the present invention will be described.

本発明耐摩耗鋼板は、上記した組成を有し、板厚1/4位置において、旧オーステナイト(γ)粒径が30μm以下で、低温変態相を主相とする組織を有する。ここでいう「主相」とは、組織全体に対する体積率で、95%以上を占める相をいう。なお、板厚1/4位置は鋼板の平均的組織を示す位置であり、鋼板組織を代表する位置として使用した。   The wear-resistant steel sheet according to the present invention has the above-described composition, and has a structure in which the prior austenite (γ) grain size is 30 μm or less and the main phase is a low-temperature transformation phase at a thickness of 1/4. The “main phase” as used herein refers to a phase occupying 95% or more in terms of volume ratio relative to the entire structure. In addition, plate | board thickness 1/4 position is a position which shows the average structure of a steel plate, and was used as a position which represents a steel plate structure.

主相:低温変態相
ここでいう「低温変態相」とは、焼入れままマルテンサイト相に加えて、マルテンサイト変態後の冷却過程に炭化物が生成した自己焼戻マルテンサイト相、靭性や加工性を改善するために意図的に300℃以下で焼戻した低温焼戻マルテンサイト相、およびベイニティックフェライト内に微細炭化物が析出した下部ベイナイト相、を含む相とする。なお、意図的に焼き戻す場合は、焼戻温度が300℃を超えると、焼き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量および固溶Mo量が減少し、耐食性が低下する。このため、ここでの焼戻マルテンサイトは、300℃以下で焼き戻された低温焼戻マルテンサイトとする。
Main phase: Low-temperature transformation phase The term "low-temperature transformation phase" refers to the self-tempered martensite phase in which carbides are generated during the cooling process after martensite transformation in addition to the as-quenched martensite phase, toughness and workability. In order to improve, a phase including a low-temperature tempered martensite phase intentionally tempered at 300 ° C. or lower and a lower bainite phase in which fine carbides are precipitated in bainitic ferrite is used. In addition, when intentionally tempering, if the tempering temperature exceeds 300 ° C, Cr and Mo form carbides with Fe when cementite is produced by tempering, and the amount of solute Cr effective in ensuring corrosion resistance In addition, the amount of dissolved Mo decreases and the corrosion resistance decreases. For this reason, the tempered martensite here is low-temperature tempered martensite tempered at 300 ° C. or lower.

主相である低温変態相が、体積率で95%未満では、所望の硬さを確保できず、耐摩耗性が低下し、所望の耐摩耗性を確保できない。なお、低温変態相以外の、ベイニティックフェライト間に炭化物が生成する上部ベイナイト相や、パーライト、フェライト相が多量に生成し、主相である低温変態相が体積率で95%未満となると、強度低下が大きいだけでなく、靭性が著しく低下する。このため、主相である低温変態相は、体積率で、95%以上に限定した。なお、好ましくは98%以上である。   If the low-temperature transformation phase as the main phase is less than 95% by volume, the desired hardness cannot be ensured, the wear resistance is lowered, and the desired wear resistance cannot be ensured. In addition to the low-temperature transformation phase, the upper bainite phase in which carbides are generated between bainitic ferrite, pearlite, and ferrite phase are produced in large amounts, and the low-temperature transformation phase that is the main phase is less than 95% by volume. Not only is the strength reduced significantly, but the toughness is significantly reduced. For this reason, the low temperature transformation phase which is the main phase is limited to 95% or more in volume ratio. In addition, Preferably it is 98% or more.

旧γ粒径:30μm以下
低温変態相が体積率で95%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、やはり低温靭性が低下する。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 γ particle size: 30 μm or less Even if the low temperature transformation phase can secure 95% or more by volume ratio, if the old γ particle size exceeds 30 μm and becomes coarse, the low temperature toughness is also lowered. 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) in accordance with the provisions of JIS G 0551.

また、本発明耐摩耗鋼板は、上記した組成、組織を有し、かつ、ブリネル硬さHBW10/3000で500以上の表面硬さを有する。ここでいう「表面硬さ」は、表面から板厚方向に0.5mmの位置で、JIS Z 2243(2008)の規定に準拠して測定した値(ブリネル硬さ)を言うものとする。   The wear-resistant steel sheet of the present invention has the composition and structure described above, and has a surface hardness of 500 or more with a Brinell hardness HBW10 / 3000. “Surface hardness” here refers to a value (Brinell hardness) measured in accordance with JIS Z 2243 (2008) at a position 0.5 mm from the surface in the thickness direction.

表面硬さ:ブリネル硬さHBW10/3000で500以上
表面硬さが、HBW10/3000で500未満では、表面硬さが低くすぎて、摩耗環境が厳しくより高い耐摩耗性が要求される場合に、所望の摩耗寿命を確保できない。このため、本発明耐摩耗鋼板では、表面硬さをブリネル硬さHBW10/3000で500以上に限定した。なお、ブリネル硬さは、JIS Z 2243(2008)の規定に準拠して測定するものとする。
Surface hardness: 500 or more with Brinell hardness HBW10 / 3000 If the surface hardness is less than 500 with HBW10 / 3000, the surface hardness is too low, the wear environment is severe, and higher wear resistance is required. The desired wear life cannot be ensured. For this reason, in the wear-resistant steel sheet of the present invention, the surface hardness is limited to 500 or more with the Brinell hardness HBW10 / 3000. Brinell hardness shall be measured in accordance with JIS Z 2243 (2008).

次に、本発明耐摩耗鋼板の好ましい製造方法について説明する。   Next, a preferred method for producing the wear-resistant steel sheet of the present invention will be described.

上記した組成の鋼素材を、出発素材とする。   A steel material having the above composition is used as a starting material.

出発素材(鋼素材)を、所定の加熱温度に加熱したのち、熱間圧延して、所望の寸法形状の鋼板とする。なお、出発素材が、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、あるいは若干の加熱を施したのち、熱間圧延して、所望の寸法形状の鋼板としてもなんら問題はない。   The starting material (steel material) is heated to a predetermined heating temperature and then hot-rolled to obtain a steel plate having a desired size and shape. In addition, when the starting material is maintaining a predetermined temperature, there is no problem even with a steel plate having a desired dimension and shape as it is without being cooled or after being subjected to a slight heating and hot rolling. Absent.

なお、鋼素材の製造方法は、とくに限定する必要はないが、上記した組成の溶鋼を、転炉、電気炉等の常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造法等の常用の鋳造方法で所定寸法の鋳片(スラブ等:鋼素材)とすることが好ましい。なお、造塊−分塊圧延法で鋼片としたものを鋼素材としてもよいことは言うまでもない。   In addition, the manufacturing method of the steel material is not particularly limited, but the molten steel having the above composition is melted by a conventional melting method such as a converter and an electric furnace, and a conventional casting method such as a continuous casting method is used. It is preferable to use a slab of a predetermined size (slab or the like: steel material). Needless to say, the steel material may be a piece of steel produced by the ingot-bundling rolling method.

加熱温度:950〜1250℃
加熱温度が950℃未満では、変形抵抗が高くなり圧延負荷が大きくなりすぎて、熱間圧延ができなくなる場合がある。一方、1250℃を超える高温では、結晶粒の粗大化が著しくなり、所望の高靭性を確保できなくなる。このため、加熱温度は950〜1250℃の範囲に限定した。
Heating temperature: 950-1250 ° C
If the heating temperature is less than 950 ° C., the deformation resistance becomes high, the rolling load becomes too large, and hot rolling may not be possible. On the other hand, at a high temperature exceeding 1250 ° C., the coarsening of crystal grains becomes remarkable, and the desired high toughness cannot be ensured. For this reason, heating temperature was limited to the range of 950-1250 degreeC.

加熱された鋼素材は、ついで、熱間圧延を施される。熱間圧延条件はとくに限定する必要はない。熱間圧延終了後、直ちに焼入れる直接焼入れ処理(DQ)を施すことが好ましい。なお、熱間圧延終了後、直接焼入れ処理を施す場合には、熱間圧延終了温度をAr3変態点以上の温度とすることが好ましい。また、熱間圧延終了後、空冷したのち、再加熱して焼入れする再加熱焼入れ処理(RQ)を施してもよい。   The heated steel material is then subjected to hot rolling. The hot rolling conditions need not be particularly limited. It is preferable to perform direct quenching (DQ) immediately after the hot rolling. In addition, when performing a direct quenching process after completion | finish of hot rolling, it is preferable to make hot rolling completion | finish temperature into the temperature more than Ar3 transformation point. In addition, after the hot rolling is finished, after air cooling, a reheating quenching process (RQ) in which reheating and quenching may be performed.

直接焼入れ処理は、Ar3変態点以上の温度である800〜950℃の範囲の温度で熱間圧延を終了したのち、Ar3変態点以上の焼入れ開始温度から直ちに、水冷等の、好ましくはマルテンサイト相が形成される冷却速度(マルテンサイト生成臨界冷却速度以上の冷却速度)でMs変態点以下の冷却停止温度まで冷却する処理とすることが好ましい。なお、Ms変態点以下の冷却停止温度としては、300℃以下、より好ましくは200℃以下である。   In the direct quenching process, after the hot rolling is finished at a temperature in the range of 800 to 950 ° C., which is the temperature above the Ar3 transformation point, immediately after the quenching start temperature above the Ar3 transformation point, water cooling or the like, preferably a martensitic phase It is preferable that the cooling is performed to a cooling stop temperature below the Ms transformation point at a cooling rate (a cooling rate equal to or higher than a martensite generation critical cooling rate). The cooling stop temperature below the Ms transformation point is 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower.

また、直接焼入れ処理に代えて、熱間圧延終了後、空冷したのち、再加熱して焼入れする再加熱焼入れ処理(RQ)を施してもよい。   Moreover, it replaces with a direct quenching process, and after completion | finish of hot rolling, after air-cooling, you may give the reheating quenching process (RQ) which reheats and quenches.

なお、再加熱焼入れ処理の焼入温度(加熱温度)は、焼入れ後に低温変態相を主相とする組織を形成するため、オーステナイト単相域となる850〜950℃とすることが望ましい。また、再加熱後の焼入れの冷却速度は、水冷等の、マルテンサイト相が形成される冷却速度(マルテンサイト生成臨界冷却速度以上の冷却速度)以上で、Ms変態点以下の冷却停止温度まで冷却する処理とすることが好ましい。なお、Ms変態点以下の冷却停止温度としては、焼入れままマルテンサイト相が自己焼戻しされることを防止し、強度低下を抑制するため、300℃以下とすることが好ましい。なお、さらに好ましくは、200℃以下である。   In addition, in order to form the structure | tissue which has a low-temperature transformation phase as a main phase after hardening, it is desirable for the quenching temperature (heating temperature) of a reheating quenching process to be 850-950 degreeC used as an austenite single phase area | region. Also, the quenching cooling rate after reheating is higher than the cooling rate at which the martensite phase is formed (cooling rate above the martensite formation critical cooling rate), such as water cooling, and is cooled to the cooling stop temperature below the Ms transformation point It is preferable to set it as the process to perform. The cooling stop temperature below the Ms transformation point is preferably set to 300 ° C. or lower in order to prevent the martensite phase from being self-tempered as it is quenched and to suppress a decrease in strength. In addition, More preferably, it is 200 degrees C or less.

なお、加工性や靭性を向上させる目的で、直接焼入れ処理後もしくは再加熱焼入れ処理後に、300℃以下の焼戻温度に加熱する、焼戻処理を行ってもよい。焼戻温度が300℃を超えると、焼き戻しにより、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および固溶Moが減少する。なお、より好ましくは200℃以下である。   In addition, for the purpose of improving workability and toughness, a tempering treatment may be performed by heating to a tempering temperature of 300 ° C. or less after the direct quenching treatment or after the reheating quenching treatment. When the tempering temperature exceeds 300 ° C., Cr and Mo form carbides together with Fe when cementite is formed by tempering, and solid solution Cr and solid solution Mo effective for ensuring corrosion resistance decrease. The temperature is more preferably 200 ° C. or lower.

以下、実施例に基づき、さらに本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be further described based on examples.

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、150kgf鋼塊(鋼素材)とした。これら鋼素材を、表2に示す加熱温度に加熱し、表2に示す熱間圧延条件で熱間圧延し、ついで熱間圧延終了後直ちに、水冷し、表2に示す冷却停止温度まで冷却する直接焼入れ処理(DQ)を行った。また、一部では、熱間圧延終了後空冷したのちさらに表2に示す加熱温度に再加熱したのち、水冷し、表2に示す冷却停止温度まで冷却する再加熱焼入れ処理(RQ)を行った。なお、一部の鋼板では、表2に示す焼戻温度に加熱し焼き戻す焼戻処理を施した。   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 kgf steel ingot (steel material). These steel materials are heated to the heating temperature shown in Table 2, hot-rolled under the hot rolling conditions shown in Table 2, and then water-cooled immediately after the hot rolling is finished, and cooled to the cooling stop temperature shown in Table 2. Direct quenching (DQ) was performed. In some cases, after the hot rolling was completed, air-cooled and then reheated to the heating temperature shown in Table 2 and then water-cooled and reheated and quenched (RQ) for cooling to the cooling stop temperature shown in Table 2. . Some steel plates were tempered by heating to the tempering temperatures shown in Table 2 and tempering.

得られた鋼板から、試験片を採取し、組織観察、固溶Cr、Mo量測定、表面硬さ試験、シャルピー衝撃試験、耐腐食摩耗試験を実施した。試験方法は次のとおりとした。
(1)組織観察
得られた鋼板の板厚1/4位置から、観察面が圧延方向に対して垂直な断面となるように組織観察用試験片を採取した。得られた組織観察用試験片の観察面を研磨し、ピクリン酸腐食液で腐食して旧γ粒界を現出させたのち、光学顕微鏡(倍率:400倍)を用いて観察し、撮像した。得られた組織写真から、画像解析により、旧γ粒の面積を測定し各旧γ粒の円相当径を求めた。なお、測定した旧γ粒は各100個以上とした。得られた各旧γ粒の円相当径を算術平均して、その平均値を当該鋼板の旧γ粒の平均粒径とした。
Specimens were collected from the obtained steel sheet and subjected to structure observation, solid solution Cr and Mo content measurement, surface hardness test, Charpy impact test, and corrosion wear resistance test. The test method was as follows.
(1) Structure observation A specimen for structure observation was sampled from the position of the plate thickness ¼ of the obtained steel sheet so that the observation surface had a cross section perpendicular to the rolling direction. After polishing the observation surface of the obtained structure observation specimen and corroding with picric acid corrosion solution to reveal the former γ grain boundary, it was observed and imaged using an optical microscope (magnification: 400 times). . From the obtained structure photograph, the area of the old γ grains was measured by image analysis, and the equivalent circle diameter of each old γ grain was determined. The measured old γ grains were 100 or more. The circle equivalent diameters of the obtained prior γ grains were arithmetically averaged, and the average value was defined as the average grain diameter of the prior γ grains of the steel sheet.

また、研磨した織観察用試験片についてナイタール液で腐食し、走査型電子顕微鏡(倍率:2000〜5000倍)を用いて組織観察し、撮像した。なお、観察は各10視野以上とした。得られた組織写真から組織を同定し、画像解析により、各相の面積を測定し、組織全体に対する割合(面積率)を求め、体積率に換算して、当該相の組織分率とした。なお、本発明では、マルテンサイト相、焼戻マルテンサイト相、下部ベイナイト相を合わせて低温変態相と称する。焼戻マルテンサイト相は、マルテンサイト変態後の冷却中にラス内に炭化物が生成した自己焼戻マルテンサイトおよび靭性や加工性を改善するために意図的に300℃以下で焼戻された低温焼戻マルテンサイトを含む。また、下部ベイナイト相は、ベイニティックフェライト内に微細炭化物が析出した相をいい、マルテンサイト相は、炭化物が生成していない焼入れままのマルテンサイトをいう。
(2)固溶Cr、Mo量測定
得られた鋼板から、電解抽出用試験片を採取し、10%AA電解液(10%アセチルアセトン−1%塩化テトラメチルアンモニウム−メチルアルコール電解液)中で電解し、残渣を抽出した。得られた抽出残渣について、ICP発光分光分析法を用いて、抽出残渣中に含まれるCr、Mo量を分析し、析出物となっているCr量および析出物となっているMo量とした。得られた析出物となっているCr量を全Cr量から差し引き、固溶Cr量(Crsol)を算出した。また、得られた析出物となっているMo量を全Mo量から差し引き、固溶Mo量(Mosol)を算出した。
(3)表面硬さ試験
得られた鋼板の表面から0.5mm位置が測定面となるように表面硬さ測定用試験片を採取し、JIS Z 2243(2008)の規定に準拠して、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で行った。なお、表面から0.5mm位置置で、5点以上測定することとし、得られた測定値の算術平均を求め、平均値を、当該鋼板の表面硬さとした。
(4)シャルピー衝撃試験
得られた鋼板の板厚1/4位置からで、試験片の長さ方向が圧延方向に垂直な方向(C方向)となるように、Vノッチ試験片を採取し、JIS Z 2242(2005)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℃とし、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、「母材低温靱性」に優れる鋼板と評価した。
(5)耐腐食摩耗試験
得られた鋼板から、試験面(摩耗面)が、表面から板厚方向に0.5mmの位置となるように摩耗試験片(大きさ:10mm厚×25mm幅×75mm長さ)を採取した。これら試験片を摩耗試験機に装着し、摩耗試験を実施した。
Further, the polished specimen for woven observation was corroded with a nital solution, and the structure was observed and imaged using a scanning electron microscope (magnification: 2000 to 5000 times). In addition, the observation was performed for each 10 fields or more. The tissue was identified from the obtained tissue photograph, the area of each phase was measured by image analysis, the ratio (area ratio) with respect to the whole structure was obtained, and the volume fraction was converted into the tissue fraction of the phase. In the present invention, the martensite phase, the tempered martensite phase, and the lower bainite phase are collectively referred to as a low temperature transformation phase. The tempered martensite phase is a self-tempered martensite in which carbides are formed in the lath during cooling after the martensitic transformation, and a low-temperature tempering intentionally tempered at 300 ° C or lower to improve toughness and workability. Includes return martensite. The lower bainite phase refers to a phase in which fine carbides are precipitated in bainitic ferrite, and the martensite phase refers to as-quenched martensite in which no carbide is generated.
(2) Measurement of solid solution Cr and Mo amount From the obtained steel sheet, a test piece for electrolytic extraction was collected and electrolyzed in 10% AA electrolyte (10% acetylacetone-1% tetramethylammonium chloride-methyl alcohol electrolyte). And the residue was extracted. About the obtained extraction residue, the amount of Cr and Mo contained in the extraction residue was analyzed using ICP emission spectroscopy, and the amount of Cr as a precipitate and the amount of Mo as a precipitate were determined. The amount of Cr obtained as a precipitate was subtracted from the total amount of Cr to calculate the amount of solid solution Cr (Crsol). Further, the amount of Mo as a precipitate was subtracted from the total amount of Mo to calculate the amount of solid solution Mo (Mosol).
(3) Surface hardness test Surface hardness measurement test specimens were collected so that the measurement surface was 0.5 mm from the surface of the obtained steel sheet, and surface hardness was measured in accordance with JIS Z 2243 (2008). HBW10 / 3000 was measured. Hardness measurement was performed using a tungsten hard ball of 10 mm and a load of 3000 kgf. Note that five or more points were measured at a position 0.5 mm from the surface, the arithmetic average of the obtained measured values was obtained, and the average value was defined as the surface hardness of the steel sheet.
(4) Charpy impact test A V-notch test piece was sampled so that the length direction of the test piece was a direction perpendicular to the rolling direction (C direction) from the position of the plate thickness ¼ of the obtained steel plate. A Charpy impact test was performed in accordance with JIS Z 2242 (2005). The test temperature was −40 ° C., and the absorbed energy vE −40 (J) was determined. 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 sheet having a vE- 40 of 30 J or more was evaluated as a steel sheet excellent in “base metal low temperature toughness”.
(5) Corrosion-resistant wear test Wear test piece (size: 10mm thickness x 25mm width x 75mm length) so that the test surface (wear surface) is 0.5mm from the surface in the plate thickness direction. Sa) was collected. These test pieces were mounted on an abrasion tester and subjected to an abrasion test.

摩耗試験片は、試験機回転子の回転軸と垂直に、かつ25mm×75mmの面が回転円の円周接線方向となるように、取り付けたのち、試験片および回転子を外槽で覆い、内部に摩耗材を導入した。摩耗材は、平均粒径0.65mmの硅砂および濃度が15000質量ppmとなるよう調製したNaCl水溶液を、硅砂とNaCl水溶液の重量比が3:2となるよう混合したものを用いた。   Abrasion test piece is mounted so that the surface of the test machine rotor is perpendicular to the rotation axis of the test machine rotor and the surface of 25 mm x 75 mm is in the circumferential tangent direction of the rotation circle. Wear material was introduced inside. The wear material used was a mixture of cinnabar sand having an average particle size of 0.65 mm and an aqueous NaCl solution prepared to a concentration of 15000 mass ppm so that the weight ratio of the cinnabar sand to the NaCl aqueous solution was 3: 2.

試験条件は、回転子:600回/min、外槽:45回/minとして、それぞれ回転させて行った。回転子の回転数が、計10800回となるまで回転させたのち、試験を終了した。試験終了後、各試験片の重量を測定した。そして、試験後重量と初期重量との差(=重量減少量)を算出した。なお、従来例として、引張強さ400MPa級一般構造用圧延鋼材SS400(JIS G3101)から採取した摩耗試験片について、同様に摩耗試験を実施し、試験片の重量減少量を求めた。   The test conditions were as follows: rotor: 600 times / min and outer tank: 45 times / min. After rotating the rotor until the total number of rotations reached 10800 times, the test was terminated. After completion of the test, the weight of each test piece was measured. Then, the difference between the post-test weight and the initial weight (= weight reduction amount) was calculated. In addition, as a conventional example, a wear test was similarly performed on a wear test piece collected from a rolled steel SS400 (JIS G3101) having a tensile strength of 400 MPa class general structure, and the weight loss amount of the test piece was obtained.

得られた試験片の重量減少量を、従来例の試験片重量減少量を基準値とし、耐摩耗比(=(基準値)/(試験片の重量減少量))を算出した。そして、耐摩耗比が2.60以上である場合を「耐腐食摩耗性に優れる」と評価した。   The weight reduction amount of the obtained test piece was calculated based on the wear resistance ratio (= (reference value) / (weight reduction amount of the test piece)) using the test piece weight reduction amount of the conventional example as a reference value. A case where the wear resistance ratio was 2.60 or more was evaluated as “excellent in corrosion wear resistance”.

得られた結果を表3に示す。   The obtained results are shown in Table 3.

Figure 0006245220
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本発明例はいずれも、表面硬さがHBW10/3000で500以上の表面硬さを有し、vE−40:30J以上の優れた低温靱性と、耐摩耗比:2.60以上の優れた耐腐食摩耗性を有している。一方、本発明範囲を外れる比較例は、表面硬さがHBW10/3000で500未満と低いか、低温靱性がvE−40:30J未満と低下しているか、あるいは耐腐食摩耗性が耐摩耗比:2.60未満と低下しているか、あるいは表面硬さ、低温靭性、耐腐食摩耗性のうちの2つ以上が低下している。 Each of the inventive examples has a surface hardness of HBW 10/3000 and a surface hardness of 500 or more, an excellent low temperature toughness of vE- 40 : 30J or more, and an excellent corrosion wear resistance ratio of 2.60 or more. It has sex. On the other hand, the comparative examples out of the scope of the present invention have a surface hardness of HBW10 / 3000 as low as less than 500, a low temperature toughness as low as vE- 40 : 30J or a corrosion wear resistance as a wear resistance ratio: It is reduced to less than 2.60, or two or more of surface hardness, low temperature toughness and corrosion wear resistance are reduced.

Claims (5)

質量%で、
C:0.20%超え0.35%以下、 Si:0.02〜1.00%、
Mn:0.1〜2.0%、 P:0.020%以下、
S:0.005%以下、 Al:0.005〜0.100%、
Sb:0.005〜0.20%、 B:0.0003〜0.0030%
を含み、さらに、Cr:0.05〜2.0%、Mo:0.05〜1.0%のうちから選ばれた1種または2種を含み、かつ鋼中固溶Cr量および鋼中固溶Mo量が下記(1)式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、
板厚1/4位置において、旧オーステナイト(γ)粒径が30μm以下で、低温変態相の体積率が95%以上である組織と、を有し、
さらに、表面硬さが、ブリネル硬さHBW10/3000で500 以上であることを特徴とする低温靱性および耐腐食摩耗性に優れた耐摩耗鋼板。

0.05 ≦( Crsol+2.5 Mosol ) ≦2.0 ……(1)
ここで、Crsol:鋼中固溶Cr量(質量%)、Mosol:鋼中固溶Mo量(質量%)
% By mass
C: 0.20% to 0.35% or less, Si: 0.02 to 1.00%,
Mn: 0.1 to 2.0%, P: 0.020% or less,
S: 0.005% or less, Al: 0.005-0.100%,
Sb: 0.005-0.20%, B: 0.0003-0.0030%
In addition, one or two selected from Cr: 0.05 to 2.0% and Mo: 0.05 to 1.0% are included, and the solute Cr amount in the steel and the solute Mo amount in the steel are the following (1 ) Satisfying the formula, the composition consisting of the balance Fe and inevitable impurities,
Having a structure in which the prior austenite (γ) grain size is 30 μm or less and the volume ratio of the low-temperature transformation phase is 95% or more at a thickness of 1/4 position,
Furthermore, a wear-resistant steel sheet having excellent low-temperature toughness and corrosion wear resistance, characterized in that the surface hardness is 500 or more with Brinell hardness HBW10 / 3000.
Record
0.05 ≦ (Crsol + 2.5 Mosol) ≦ 2.0 …… (1)
Here, Crsol: amount of solute Cr in steel (% by mass), Mosol: amount of solute Mo in steel (% by mass)
前記組成に加えてさらに、質量%で、Nb:0.005〜0.1%、Ti:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の耐摩耗鋼板。   In addition to the above composition, the composition further contains one or more selected from Nb: 0.005 to 0.1%, Ti: 0.005 to 0.1%, and V: 0.005 to 0.1% by mass%. The wear-resistant steel plate according to claim 1. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Sn:0.005〜0.2%を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の耐摩耗鋼板。   The wear-resistant steel sheet according to claim 1 or 2, further comprising Sn: 0.005 to 0.2% by mass% in addition to the composition. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Cu:0.03〜1.0%、Ni:0.03〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の耐摩耗鋼板。   4. The composition according to claim 1, further comprising one or two selected from Cu: 0.03-1.0% and Ni: 0.03-2.0% by mass% in addition to the composition. Abrasion-resistant steel sheet according to the above. 前記組成に加えてさらに、質量%で、REM:0.0005〜0.008%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の耐摩耗鋼板。   In addition to the above composition, the composition further comprises one or more selected from REM: 0.0005 to 0.008%, Ca: 0.0005 to 0.005%, and Mg: 0.0005 to 0.005% by mass%. The wear-resistant steel sheet according to any one of claims 1 to 4.
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