低合金高強(qiáng)度耐磨鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼及其制備方法，所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C:0.14～0.17％，Si:0.20～0.50％，Mn:1.1～1.5％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cr:0.5～0.7％，Ni:0.25～0.32％，Mo:0.2～0.3％，Als:0.01～0.04％，Ti：0.005～0.02，B：0.002～0.004％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)成分設(shè)計(jì)以及制備方法的改進(jìn)，使得到的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼不僅具有高硬度、優(yōu)良耐磨性、高韌性以及抗拉強(qiáng)度，同時(shí)使鋼板內(nèi)殘余應(yīng)力分布均勻，減少鋼板開(kāi)裂的傾向，提高了鋼板質(zhì)量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】
低合金高強(qiáng)度耐磨鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體是指一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 耐磨鋼是廣泛應(yīng)用于各種磨損工況下的一類鋼鐵材料，其目的在于減緩機(jī)械部件 的磨損消耗，提高產(chǎn)品的壽命，延長(zhǎng)機(jī)械產(chǎn)品因磨損而發(fā)生失效行為的時(shí)間，要求具有較高 的硬度值以保證惡劣工況下的耐摩擦磨損性能。
[0003] 殘余應(yīng)力是影響耐磨鋼使用的關(guān)鍵參數(shù)，與鋼板的開(kāi)裂以及表面的耐磨性有直接 關(guān)系。而通常的耐磨鋼硬度值高，其內(nèi)殘余應(yīng)力大，均勻性不好，很容易在使用過(guò)程中發(fā)生 鋼板開(kāi)裂的問(wèn)題；另外，表面的殘余應(yīng)力還與耐磨性有一定關(guān)系，鋼板表面如果是壓應(yīng)力， 則對(duì)提高鋼板的耐磨性能和疲勞性能有提升作用。
[0004] 目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于降低低合金高強(qiáng)度耐磨鋼殘余應(yīng)力的相關(guān)文獻(xiàn)都存在一定的不 足，比如專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種消除高速鋼磨削表面殘余應(yīng)力的工藝方法，其特征在于工藝 步驟是:①將毛坯件進(jìn)行粗加工，即進(jìn)行車削和粗磨;②將粗加工后的工件加熱至1210°C~ 1240°C淬火后，再降溫到室溫，再以3 °C~5 °C降溫速度進(jìn)行160 °C~196°C深冷處理8h~ l〇h，再恢復(fù)到室溫，再加熱至540°C~560°C X (1~4)h三次回火;③進(jìn)行精磨加工;④對(duì)精 磨后的工件以5 °C/min的降溫速度進(jìn)行160 °C~196 °C深冷處理8h~10h后，恢復(fù)至室溫。專 利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種高強(qiáng)度低合金耐磨鋼板及其制造方法，鋼的化學(xué)成分按重量百分比為： C 0.18~0.22%，Si 0.2~0·5%，Μη 1.0~1·6%，Ρ彡0.010%，S彡0·005%，Α1 0.02~ 0.03%，Ti 0.016~0.022%，Cr 0.16~0·20%，Β 0.0005~0.0015%，其余為Fe和不可避 免的雜質(zhì)。且碳當(dāng)量Ceq( % )彡0 · 5，同時(shí)并滿足:Ceq( % ) =C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+ Mo/4+V/H。制造方法包括超純凈鋼工藝步驟，其特征在于具體參數(shù)控制為：板坯加熱至 1180~1200°C，加熱時(shí)間彡150min;乳制每道次壓下率為15~30%，累計(jì)壓下率彡70%，熱 乳開(kāi)始溫度1050~1100 °C，結(jié)束溫度為950°C以上;鋼板乳后進(jìn)行熱處理(淬火+低溫回火）； 淬火制度為：加熱至910~950°C，保溫時(shí)間3min/mm;回火制度為：加熱至250 °C，保溫時(shí)間 2.5min/mm。提高了鋼板耐磨性能、焊接性能、強(qiáng)度及硬度，并且簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、降低鋼板成 本。專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了一種耐磨鋼板，其成分重量百分KS :C:0.45-0.55%，Si:0.10-0.35% ,Mn：0.20-1.00% ,P^0.020% ,S^O.010% ,Cr:0.20-1.00% ,Mo：0.10-0.80% ,Ni： 0.50-2.00% ,Nb :0.010-0.080% ,Ti :0.001-0.060% ,A1:0.010-0.10% ,B :0.0005-0.0040%，Mg:0.001-0.010%，Ca:0.001-0.010%，還同時(shí)滿足：（Si+MnK 1.10%，（Cr+Mo) 彡0.80%，0.04%彡(Al+Ti)彡0.11%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其制造方法，包括:冶 煉、鑄造和鋼坯在1000-1300°C加熱、進(jìn)行自由乳制，乳后空冷;在(Ac3-10)°C-(Ac3+g0)°C 溫度淬火，然后在100_400°C溫度回火。得到的耐磨鋼板的硬度典型值為650HB，具有高強(qiáng)、 高硬和良好的韌性相匹配，并保證耐磨鋼板具有良好的應(yīng)用性能，如耐磨性、焊接性及機(jī)械 加工等，有益于耐磨鋼在工程上的廣泛應(yīng)用。專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了一種工程機(jī)械用高強(qiáng)度耐磨 鋼板，所述鋼板以重量百分比計(jì)的化學(xué)成分組成如下:C 0.14~0.21 %，Si 0.15~0.50%， Μη 0.90~1·50%，Ρ彡0.020%，S彡0.010%，Ni 0.05~0.80%，Cr 0.20~0.70%，V 0.03 ~0.08%，Nb0.01~0.060%，A10.02~0.08%，Mo0.01~0.50%，Ti0.010~0.060%，B 0.0005~0.0030%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明對(duì)合金成分合理設(shè)計(jì)，加上對(duì)主要 是淬火和回火工藝的控制，制得的鋼板，厚度可以達(dá)到60mm，布氏硬度值為235~289,硬度 分布均勻；屈服強(qiáng)度高、焊接性能好、冷彎性能好、鋼板板型良好，不平度有優(yōu)良的 綜合性能，可廣泛用于工程機(jī)械制造，應(yīng)用前景廣闊。專利文獻(xiàn)5公開(kāi)了一種低成本HB400級(jí) 耐磨鋼及其生產(chǎn)方法。其化學(xué)成分重量百分比含量為：C: 0.08~0.19%、Si :0.20~ 0.50%、Mn: 1.30~1.60%、P:彡0.015%、S:彡0.015%、Cr:0.30~0.65%、Nb:0.02~ 0.05%、Ti :0.005~0.025%、B:0.001 ~0.005%、Als:0.010~0.040%，其余為Fe和微量雜 質(zhì)元素。鋼板厚度規(guī)格范圍為10~50mm，Rm彡1300MPa，延伸率彡15%，-20°CAkv彡47J，HBW/ 10/3000多400。不僅大幅降低制造成本，解決了馬氏體耐磨鋼強(qiáng)度高塑性差的難題，鋼板可 以直接交貨。因此具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊的應(yīng)用前景，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。文 獻(xiàn)6介紹了一種新型多元低合金高強(qiáng)度高韌性耐磨鋼;首先以Mn、Si、Cr為主要合金元素，加 入少量Mo、Cu、RE進(jìn)行微合金化和復(fù)合變質(zhì)處理，進(jìn)行了襯板的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，其主要成分 (W%)* :C:0.42~0.48，Cr:1.9~2.4，Mn:1.0~1.3，Si:0.9~1.4，Mo:0.1~0.3，Cu:0.3~ 0.6，RE: 0.4~0.6，P、S彡0.03 ;鑄造工藝采用鐵砂造型的負(fù)壓消失模鑄造，熱處理工藝為 910°C淬火+250°C回火。試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的低合金耐磨鋼淬透性良好，強(qiáng)度和耐磨性達(dá) 到了破碎機(jī)襯板的要求。在890~920 °C淬火+250 °C回火后的綜合力學(xué)性能達(dá)到最佳:硬度 達(dá)到50HRC以上，沖擊韌性ak>18J/cm2。顯微組織為回火板條馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體 +彌散碳化物，該組織是耐磨鋼與破碎機(jī)原襯板相比較，機(jī)械性能提高的主要原因。文獻(xiàn)7介 紹了采用Nb-Cr-B微合金化成分設(shè)計(jì)、兩階段控制乳制及在線淬火+低溫回火的熱處理工 藝，開(kāi)發(fā)出低成本的NM400高強(qiáng)低合金耐磨鋼。該產(chǎn)品具有良好的強(qiáng)度、硬度和韌性匹配，各 項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。專利文獻(xiàn)8公開(kāi)了一種熱乳高強(qiáng)鋼殘余應(yīng)力消除方 法，生產(chǎn)流程包括（1)對(duì)厚度多8mm的鋼卷入緩冷坑緩冷處理；（2)對(duì)于厚度<8mm的鋼卷進(jìn) 行空冷，鋼卷冷卻到室溫后，進(jìn)行平整乳制，重新卷取成卷。采用輥式矯直機(jī)組對(duì)上述進(jìn)行 過(guò)處理的高強(qiáng)鋼卷進(jìn)行矯直開(kāi)平、定尺、橫切成鋼板。采用輥底式熱處理爐對(duì)開(kāi)平的鋼板進(jìn) 行去應(yīng)力退火，消除鋼板內(nèi)應(yīng)力，出爐后采用堆垛冷卻方式進(jìn)行緩冷，最后用矯直機(jī)組進(jìn)行 鋼板的矯直，使得高強(qiáng)鋼板獲得良好的板形穩(wěn)定性，能夠滿足用戶對(duì)高強(qiáng)鋼板的平坦度小 于等于2mm/m的嚴(yán)格要求。可以利用現(xiàn)有的熱處理爐和輥式矯直設(shè)備，降低了投資成本和加 工成本，縮短了退火處理時(shí)間，并可以達(dá)到罩式退火的板形改善效果，對(duì)于高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)， 具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。專利文獻(xiàn)9公開(kāi)了一種百米鋼軌殘余應(yīng)力控制方法，屬于百米 鋼軌預(yù)彎變形控制、復(fù)合矯直變形控制工藝等領(lǐng)域。本發(fā)明采用萬(wàn)能乳制、乳后冷卻，復(fù)合 矯直方法，對(duì)乳后冷卻過(guò)程中的百米鋼軌采用大弧度預(yù)彎，使鋼軌冷卻至室溫時(shí)的弦高控 制在30~40mm范圍內(nèi)。結(jié)合優(yōu)化的8+1多輥矯直機(jī)矯直變形規(guī)程，結(jié)合矯前彎曲度的控制， 本發(fā)明有效地控制了百米鋼軌矯直后的軌底殘余應(yīng)力，軌底殘余應(yīng)力值平均降低了 70MPa， 殘余應(yīng)力值全部< 250MPa，提高了鋼軌平直度，使高速鋼軌合格率提高，滿足了百米高速鋼 軌的標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0005] 1.消除高速鋼磨削表面殘余應(yīng)力的工藝方法.申請(qǐng)?zhí)?CN201110425660.0
[0006] 2.-種高強(qiáng)度低合金耐磨鋼板及其制造方法.申請(qǐng)?zhí)?CN200910013569.0
[0007] 3.-種650HB級(jí)耐磨鋼板及其制造方法.申請(qǐng)?zhí)?CN201110247523.2
[0008] 4.高強(qiáng)度耐磨鋼板及其制備方法.申請(qǐng)?zhí)?CN200710193025.8
[0009] 5.低成本HB400級(jí)耐磨鋼及其生產(chǎn)方法.申請(qǐng)?zhí)?CN201410737934.3
[0010] 6.匡利華.低合金耐磨鋼破碎機(jī)襯板制造工藝及性能研究.太原科技大學(xué)碩士論 文.2010.-1-59
[0011] 7.宋紅宇;李燦明；周平.低成本匪400高強(qiáng)低合金耐磨鋼的開(kāi)發(fā).乳鋼.2012(4).- 1-3
[0012] 8.-種熱乳高強(qiáng)鋼殘余應(yīng)力消除方法·申請(qǐng)?zhí)?CN201010162933.2
[0013] 9 ·百米鋼軌殘余應(yīng)力控制方法·申請(qǐng)?zhí)?CN201110121768 · 0
[0014] 但是以上鋼及制備方法均不能很好的解決殘余應(yīng)力分布均勻的問(wèn)題，使耐磨鋼在 布氏硬度360級(jí)時(shí)仍然能擁有優(yōu)良耐磨性和較高韌性以及抗拉強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼及其制備方 法，該低合金高強(qiáng)度耐磨鋼殘余應(yīng)力分布均勻，在硬度達(dá)到360以上時(shí)，仍能保持良好的抗 拉強(qiáng)度及耐磨性能、韌性。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼，其特征在于:所述低合金高強(qiáng) 度耐磨鋼化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C: 0 · 14~0 · 17 %，Si : 0 · 20~0 · 50%，Mn: 1 · 1~1 · 5 %，P <0.02%，S<0.01%，Cr:0.5~0.7%，Ni:0.25~0.32%，Mo:0.2~0.3%，Als:0.01~ 0 · 04%，Ti :0 · 005~0 · 02，B:0 · 002~0 · 004%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼厚度為10~50_。
[0018] -種制備上述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的方法，其按以下工序進(jìn)行:脫硫鐵水-轉(zhuǎn)爐 冶煉-真空處理-連鑄-鑄坯加熱-乳制-冷卻-淬火-回火-精整，其特征在于：回火 工序中，回火溫度為220~250°C，保溫時(shí)間為3.2~4.0min/mmX板厚。
[0019] 進(jìn)一步地，所述淬火工序中，淬火溫度為880°C~910°C，保溫時(shí)間為1.4~2. Omin/ mm X板厚。
[0020] 進(jìn)一步地，所述鑄坯加熱工序中，均熱溫度為1190°C~1250°C，加熱速率為7~ 10min/cm 〇
[0021] 進(jìn)一步地，所述乳制工序中，粗乳開(kāi)乳溫度多1080 °C，終乳溫度多980 °C，單道次壓 下率大于20% ;精乳開(kāi)乳溫度<960°C，終乳溫度810°C~890°C，單道次壓下率大于20%。
[0022] 本發(fā)明的C含量選擇在0.14~0.17%。碳是影響耐磨鋼強(qiáng)度、硬度、韌性及淬透性 的重要元素，也是影響鋼顯微組織最為重要的元素。隨著碳含量增加，鋼的硬度增加，沖擊 韌性顯著下降，耐磨性逐漸提高。碳含量過(guò)高，鋼中的碳化物量過(guò)多，熱處理后形成的是高 碳片狀馬氏體，鋼的硬度高而韌性低，且熱處理過(guò)程中容易開(kāi)裂;碳含量過(guò)低，鋼的淬硬性 不足，硬度過(guò)低，耐磨性不足。
[0023]本發(fā)明的Si含量在0.20~0.50%。在煉鋼過(guò)程中，Si用作還原劑和脫氧劑。Si是 非碳化物形成元素，是以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體，因此可以強(qiáng)化鐵素體，提高 鋼的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)可以降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。Si還可提高鋼的回火 穩(wěn)定性和抗氧化性。它提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工變形硬化率的作用極強(qiáng)，僅次于磷， 但同時(shí)也在一定程度上降低鋼的韌性和塑性。另外，硅使鋼呈帶狀組織，使鋼材的橫向性能 低于縱向性能。但硅含量過(guò)高會(huì)出現(xiàn)塊狀鐵素體，使鋼的韌性降低并易產(chǎn)生淬火裂紋;并且 殘余奧氏體顯著增加，使鋼的硬度降低。當(dāng)Si的含量較高時(shí)，可能使Fe 3C分解，使C游離而呈 石墨狀態(tài)存在，即有所謂的石墨化作用。在退火時(shí)，表面也容易脫碳。
[0024]本發(fā)明的Μη含量在1.1~1.5% Jn是良好的脫氧劑和脫硫劑，能消除或減弱因硫 所引起的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。Μη和鐵形成固溶體，可以提高鋼中鐵素體和奧 氏體的硬度和強(qiáng)度，強(qiáng)化基體；同時(shí)又能形成碳化物，進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子，生 成Mn 3C，它與Fe3C能相互溶解，在鋼中形成在(Fe Mn)3C型化合物，從而提高鋼的強(qiáng)度、硬度 和耐磨性。Μη可降低臨界冷卻速度，促進(jìn)馬氏體形成，提高鋼的淬透性。Μη在鋼中由于降低 臨界轉(zhuǎn)變溫度，起到細(xì)化珠光體的作用，也間接地起到提高珠光體鋼強(qiáng)度的作用。Μη擴(kuò)大鐵 碳平衡相圖中的γ相區(qū)，它使鋼形成和穩(wěn)定奧氏體組織的能力僅次于Ni，淬火后易得到馬 氏體組織。但Μη是過(guò)熱敏感性元素，淬火時(shí)加熱溫度過(guò)高會(huì)引起晶粒粗大;Μη在凝固時(shí)偏析 系數(shù)較大，很容易在晶界偏聚，對(duì)鋼的性能產(chǎn)生不利影響，并會(huì)導(dǎo)致鋼的淬火組織中殘余奧 氏體量增加，所以Μη含量控制在0.9~1.4%之間。
[0025]本發(fā)明的Ρ<0.02%，S<0.01 %，硫存在于鋼鐵中會(huì)使鋼變的熱脆，而磷在結(jié)晶過(guò) 程中易產(chǎn)生偏析，從而在鋼中的局部區(qū)域產(chǎn)生冷脆。硫、磷對(duì)于耐磨鋼殘余應(yīng)力控制而言是 有害雜質(zhì)元素，應(yīng)盡力消除。
[0026]本發(fā)明的Cr含量為0.5~0.7%有利于鋼的固溶強(qiáng)化并適宜碳化物的形成，進(jìn) 而提高鋼的高溫強(qiáng)度、硬度和耐磨性能。Cr增加鋼的淬透性，尤其與錳、硅合理搭配能大大 提高淬透性，但同時(shí)也增加鋼的回火脆性傾向。Cr能固溶于鐵素體中而產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效 應(yīng)，提高焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)，但其含量超過(guò)0.8%，會(huì)使焊縫金屬韌性明顯下降。 [0027] 本發(fā)明的Ni含量為0.25~0.32%。附和碳不形成碳化物，是形成和穩(wěn)定奧氏體的 主要合金元素，加入一定的Ni可提高淬透性，使鋼的組織在常溫下保留少量殘余奧氏體，以 提高其韌性。Ni元素能夠提高鋼材本身的沖擊韌性，尤其是對(duì)鋼材的低溫沖擊改善較大。 [0028]本發(fā)明的Mo含量為0.2~0.3 % Jo在鋼中以固溶體相和碳化物相的形式存在。可 降低臨界冷卻速度，促進(jìn)馬氏體形成，提高鋼的淬透性。Mo與C形成MoC，提高鋼的硬度。并通 過(guò)固溶強(qiáng)化來(lái)強(qiáng)化基體，提高硬化相的密度，同時(shí)也提高碳化物的穩(wěn)定性，對(duì)鋼的強(qiáng)度產(chǎn)生 有利的作用。對(duì)回火脆性的影響頗為復(fù)雜，作為單一的合金元素存在，提高鋼的回火脆性， 但和其他導(dǎo)致回火脆性的元素并存時(shí)，Mo又降低或抑制其他元素所導(dǎo)致的回火脆性。
[0029] 本發(fā)明的鋼A1 s含量控制在0.01~0.04% 是鋼中的主要脫氧元素。鋼中加入少 量的A1，可以細(xì)化晶粒，提尚沖擊初性。
[0030] 本發(fā)明的鋼Ti含量控制在<0.02% 通過(guò)細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度， Ti在連鑄冷卻條件下生成彌散的TiN顆粒，由于它的熔點(diǎn)很高，在焊接熱影響區(qū)能顯著抑制 晶粒長(zhǎng)大，加微量Ti能顯著改善熱影響區(qū)的韌性。
[0031] 本發(fā)明的鋼B含量控制在<0.004%。微量硼可吸附在奧氏體晶界上，降低晶界的 能量，提高鋼的淬透性。
[0032] 本發(fā)明通過(guò)對(duì)低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的化學(xué)成分控制，使本發(fā)明鋼在保持其硬度的 前提下，還能保證其耐磨性和任性，同時(shí)使鋼中殘余應(yīng)力分布均勻，鋼板不易開(kāi)裂?；瘜W(xué)成 分中C含量0.14~0.17 %，C含量過(guò)高，則鋼的硬度高而韌性低，熱處理過(guò)程中容易開(kāi)裂，C含 量過(guò)低，鋼的淬硬性不足，硬度過(guò)低，耐磨性不足?；瘜W(xué)成分中含有的此、&、附、8元素可以 提高鋼的淬透性，從而減小產(chǎn)品在厚度方向的殘余應(yīng)力梯度，抑制開(kāi)裂。成分中的Ti、Al、V 起到細(xì)化晶粒作用，使鋼中殘余應(yīng)力分布更均勻。從化學(xué)成分設(shè)計(jì)的角度使鋼中殘余應(yīng)力 分布均勻，從而降低各部位的殘余應(yīng)力。
[0033] 同時(shí)，本發(fā)明的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的制備方法中，乳制工序后采用淬火工序，并 長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行低溫回火處理。低溫回火保留了鋼板表面的壓向應(yīng)力，對(duì)提高鋼板的耐磨性能 和疲勞性能有明顯提升作用。同時(shí)，低溫下充分的回火時(shí)間使得鋼板內(nèi)殘余應(yīng)力更加均勻， 回火后得到回火馬氏體組織，有利于減少鋼板的開(kāi)裂傾向。
[0034] 本發(fā)明通過(guò)化學(xué)成分設(shè)計(jì)以及制備方法的改進(jìn)，使得到的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼不 僅具有高硬度、優(yōu)良耐磨性、高韌性以及抗拉強(qiáng)度，同時(shí)使鋼板內(nèi)殘余應(yīng)力分布均勻，減少 鋼板開(kāi)裂的傾向，提高了鋼板質(zhì)量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為實(shí)施例1的殘余應(yīng)力檢測(cè)點(diǎn)分布圖；
[0036]圖2為實(shí)施例1的金相組織圖；
[0037]其中：1~7為殘余應(yīng)力檢測(cè)分布點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明：
[0039] 實(shí)施例1
[0040] -種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1，厚度為20_，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C:0.16%， Si :0.37% ,Μη: 1.42% ,P:0.014% ,S: 0.005% ,Cr :0.57% ,Ni :0.26% ,Mo :0.3% ,Als: 0.038%，Ti :0.017，B:0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0041] 所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1按以下工序制備得到：脫硫鐵水-轉(zhuǎn)爐冶煉-真空處 理-連鑄-鑄坯加熱-乳制-冷卻-淬火-回火-精整。其中，鑄坯加熱工序中，均熱溫度 為1200°C，加熱速率為lOmin/cm。乳制工序中，分粗乳階段和精乳階段進(jìn)行，粗乳開(kāi)乳溫度 為1090°C，終乳溫度為980°C，單道次壓下率大于20 % ;精乳開(kāi)乳溫度為960°C，終乳溫度880 °C，單道次壓下率大于20%。淬火工序中，淬火溫度為880°C，保溫時(shí)間為30min?；鼗鸸ば?中，回火溫度為220 °C，保溫時(shí)間為70min。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼2,厚度為40mm，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C:0.15%， Si:0.32% ,Μη:1.39% ,Ρ:0.013% ,S:0.005% ,Cr:0.61 % ,Ni :0.27% ,Μο :0.28% ,Als : 0.032%，Ti :0.015%，B:0.002%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0044]所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼2按以下工序制備得到：脫硫鐵水-轉(zhuǎn)爐冶煉-真空處 理-連鑄-鑄坯加熱-乳制-冷卻-淬火-回火-精整。其中，鑄坯加熱工序中，均熱溫度 為1200°C，加熱速率為8min/cm。乳制工序中，分粗乳階段和精乳階段進(jìn)行，粗乳開(kāi)乳溫度為 1090°C，終乳溫度為980°C，單道次壓下率大于20 % ;精乳開(kāi)乳溫度為960°C，終乳溫度為810 °C，單道次壓下率大于20%。淬火工序中，淬火溫度為880°C，保溫時(shí)間為60min?；鼗鸸ば?中，回火溫度為220°C，保溫時(shí)間為140min。
[0045] 實(shí)施例3
[0046] -種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼3，厚度為50mm，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C: 0.17 %， Si :0.50% ,Mn:1.5%,P:0.015% ,S: 0.01 %,Cr :0.7% ,Ni :0.32% ,M〇:0.2% ,Als:0.01% , 11:0.02,8:0.004%，余量為?6及不可避免的雜質(zhì)。
[0047] 所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼3按以下工序制備得到：脫硫鐵水-轉(zhuǎn)爐冶煉-真空處 理-連鑄-鑄坯加熱-乳制-冷卻-淬火-回火-精整。其中，鑄坯加熱工序中，均熱溫度 為1250Γ，加熱速率為8min/cm。乳制工序中，分粗乳階段和精乳階段進(jìn)行，粗乳開(kāi)乳溫度為 1080°C，終乳溫度為980°C，單道次壓下率大于20 % ;精乳開(kāi)乳溫度為950°C，終乳溫度為890 °C，單道次壓下率大于20%。淬火工序中，淬火溫度為900°C，保溫時(shí)間為70min?；鼗鸸ば?中，回火溫度為250°C，保溫時(shí)間為175min。
[0048] 實(shí)施例4
[0049] -種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼4,厚度為10mm，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：C: 0.14% ,Si:0.20% ,Mn:l .1% ,P:0.02% ,S:0.008% ,Cr:0.5% ,Ni:0.25% ,M〇:0.25% , Als :0.04%，Ti :0.005,B:0.003%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0050] 所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼4按以下工序制備得到：脫硫鐵水-轉(zhuǎn)爐冶煉-真空處 理-連鑄-鑄坯加熱-乳制-冷卻-淬火-回火-精整。其中，鑄坯加熱工序中，均熱溫度 為1190Γ，加熱速率為7min/cm。乳制工序中，分粗乳階段和精乳階段進(jìn)行，粗乳開(kāi)乳溫度為 1100°C，終乳溫度為990°C，單道次壓下率大于20 % ;精乳開(kāi)乳溫度為960°C，終乳溫度為810 °C，單道次壓下率大于20%。淬火工序中，淬火溫度為910°C，保溫時(shí)間為20min。回火工序 中，回火溫度為230°C，保溫時(shí)間為50min。
[00511 將實(shí)施例1~4的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1~4檢測(cè)表面硬度，然后按GB228-87《金屬 拉伸實(shí)驗(yàn)方法》規(guī)定進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，和按GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方 法》規(guī)定進(jìn)行系列溫度沖擊試驗(yàn)，力學(xué)性能以及低溫沖擊功的平均值結(jié)果如表1所示：
[0052]表1實(shí)施例1~4力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果 [0053]
[0054]從表1可以看出，在保證高強(qiáng)度情況下，本發(fā)明的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1-4在保證 表面硬度的同時(shí)還具有較高的延性和斷面收縮率，低溫沖擊功可以超過(guò)30J。
[0055] 對(duì)實(shí)施例1的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1在距離表面1/4處取0.2_薄片，經(jīng)雙噴電解減 薄制成透射電鏡樣品，在JEM-200FXIII型透射電鏡中觀察其金相組織，結(jié)果如圖2所示，為回 火馬氏體組織。
[0056] 將實(shí)施例1的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1按照?qǐng)D1布置的1-7號(hào)點(diǎn)進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)，結(jié) 果如表2所示：
[0057] 表2低合金高強(qiáng)度耐磨鋼1在1~7號(hào)點(diǎn)處的殘余應(yīng)力
[0058]
[0059] 對(duì)低合金高強(qiáng)度耐磨鋼2~4進(jìn)行同樣的檢測(cè)可以得到類似結(jié)果。從表2可以看出， 本發(fā)明在優(yōu)化殘余應(yīng)力的同事，使殘余應(yīng)力分布均勻。
[0060] 綜上所述，本發(fā)明的低合金高強(qiáng)度耐磨鋼在優(yōu)化殘余應(yīng)力的同時(shí)，保證了耐磨鋼 表面硬度值在360以上，抗拉強(qiáng)度在1200Mpa以上，-20°C沖擊功超過(guò)30J，因此具有較高的表 面硬度，還保證了其耐磨性能，同時(shí)具有較高的抗拉強(qiáng)度以及較好的韌性。
[0061] 在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)保護(hù)范圍的前提下，對(duì)實(shí)施例中的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整也屬 于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼，其特征在于:所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼化學(xué)成分的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為<:0.14~0.17%^:0.20~0.50%，]?11:1.1~1.5%，？彡0.02%，5彡0.01%，0: 0.5~0.7%，Ni:0.25~0.32%，Mo:0.2~0.3%，Als:0.01~0.04%，Ti:0.005~0.02，B: 0.002~0.004%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼，其特征在于:所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼厚 度為10~50mm。3. -種制備權(quán)利要求1所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的方法，其按以下工序進(jìn)行:脫硫鐵水 -轉(zhuǎn)爐冶煉-真空處理-連鑄-鑄坯加熱-乳制-冷卻-淬火-回火-精整，其特征在 于：回火工序中，回火溫度為220°C~250°C，保溫時(shí)間為3.5~5. Omin/mm X板厚。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的制備方法，其特征在于：所述淬火工序 中，淬火溫度為880 °C~910 °C，保溫時(shí)間為1.4~2. Omin/mm X板厚。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的制備方法，其特征在于:所述鑄坯加熱工 序中，均熱溫度為1190°C~1250°C，加熱速率為7~10min/cm。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述低合金高強(qiáng)度耐磨鋼的制備方法，其特征在于：所述乳制工序 中，粗乳開(kāi)乳溫度多1080°C，終乳溫度多980°C，單道次壓下率大于20% ;精乳開(kāi)乳溫度< 960°C，終乳溫度810°C~890°C，單道次壓下率大于20%。
【文檔編號(hào)】C21D1/18GK105970110SQ201610288552
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】薛歡, 馬玉喜, 余立, 吳立新, 葛銳, 杜麗影, 嚴(yán)龍, 朱琳娜
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵股份有限公司