一種650HB級耐磨鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種耐磨鋼板，其成分重量百分比為：C：0.45-0.55％，Si：0.10-0.35％，Mn：0.20-1.00％，P≤0.020％，S≤0.010％，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％，Al：0.010-0.10％，B：0.0005-0.0040％，Mg：0.001-0.010％，Ca：0.001-0.010％，還同時滿足：(Si+Mn)≤1.10％，(Cr+Mo)≥0.80％，0.04％≤(Al+Ti)≤0.11％，余量為Fe和不可避免的雜質。其制造方法，包括：冶煉、鑄造和鋼坯在1000-1300℃加熱、進行自由軋制，軋后空冷；在(Ac3-10)℃-(Ac3+g0)℃溫度淬火，然后在100-400℃溫度回火。得到的耐磨鋼板的硬度典型值為650HB，具有高強、高硬和良好的韌性相匹配，并保證耐磨鋼板具有良好的應用性能，如耐磨性、焊接性及機械加工等，有益于耐磨鋼在工程上的廣泛應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及耐磨鋼，具體地說，本專利技術涉及一種650HB級耐磨鋼板及其制造方法。
技術介紹
在各種工程領域，當工程所使用的材料工作條件特別惡劣的情況下，往往需要使用硬度高的耐磨鋼板以減少設備的磨損量，延長設備的使用壽命。鋼板的耐磨性主要取決于其硬度，此外，鋼的韌性對鋼的使用壽命也有一定的影響。一般來說，鋼的硬度越高，其碳和合金的含量就越高，焊接性能也就越差，這就限制了高硬度耐磨鋼在工程上的廣泛應用?，F有高硬度耐磨鋼大多為高碳、高合金耐磨鋼，如CN1132264A，其硅含量 I.0-1. 5wt. %，錳含量 I. 5-1. 9wt. %，為高 Si-高 Mn 成分體系。CN1189542A、CN1385549A和CN1132263A等也為類似成分體系。發現高Si-高Mn成分體系對耐磨鋼的韌性、機械加工性能和焊接性能十分不利。大量的碳和合金含量會嚴重惡化耐磨鋼的韌性、焊接性能和加工性能，影響耐磨鋼的實際應用效果，很大程度上限制了高硬度耐磨鋼在工程上的廣泛應用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種650HB級耐磨鋼板及其制造方法，在控制碳及合金元素含量(尤其Si和Mn含量)基礎上實現高強、高硬和良好的韌性相匹配，并保證耐磨鋼板具有良好的應用性能，如機械加工、焊接性及耐磨性等，有益于耐磨鋼在工程上的廣泛應用。為達到上述目的，本專利技術的一種650HB級耐磨鋼板，其成分重量百分比為C 0. 45-0. 55 %, Si 0. 10-0. 35 %, Mn 0. 20-1. 00 %, P ^ O. 020 %, S ^ O. 010 %, Cr O.20-1. 00%, Mo :0. 10-0. 80%, Ni :0. 50-2. 00%, Nb :0. 010-0. 080%, Ti :0. 001-0. 06%,Al 0. 010-0. 10%, B 0. 0005-0. 0040%, Mg 0. 001-0. 010%, Ca 0. 001-0. 010%，其中還同時滿足(Si+Mn) ^ I. 10%, (Cr+Mo) ^ O. 80%,O. 04%^ (Al+Ti)彡 O. 11%，余量為 Fe 和不可避免的雜質。優選地，Si0. 10-0. 33%，更優選地，Si 0. 10-0. 30%。優選地，Mn0. 30-1. O %，更優選地，Mn 0. 35-0. 96%。優選地，P彡 O. 015%。優選地，S彡 O. 006%。優選地，Cr0. 30-1. O %，更優選地，Cr 0. 35-0. 99%。優選地，Mo0. 10-0. 70%，優選地，Mo 0. 15-0. 60%。優選地，Nb0. 01-0. 07%，優選地，Nb 0. 015-0. 065%。優選地，Ni0. 50-1. 80%，更優選地，Ni 0. 50-1. 60%。優選地，Ti0. 010-0. 05%，優選地，Ti 0. 015-0. 050%。優選地，B0. 0010-0. 0030%，優選地，B 0. 0010-0· 0020%。優選地，Al:0. 02-0. 08%，優選地，Al 0. 020-0. 076% 優選地，Mg0. 001-0. 009%，優選地，Mg 0. 002-0. 009%。優選地，Ca0. 001-0. 009%，優選地，Ca 0. 002-0. 009%。 本專利技術中，除非另有指明，含量均為重量百分比含量。本專利技術的另一個目的是提供上述650HB級耐磨鋼板的制造方法，該方法包括冶煉、鑄造、加熱、軋制、冷卻、淬火和回火等步驟；其中，加熱步驟中，加熱溫度為1000-1300°C，保溫時間為90-240min ;軋制步驟中，采用自由軋制，軋后空冷；淬火步驟中， 淬火溫度為(Ac3-10) V -(Ac3+80) °C，淬火時間為30_120min ;回火步驟中，回火溫度為100-400°C，回火時間為 45-180min。優選地，在所述加熱過程中，加熱溫度為1080-1250°C，既可使合金元素充分溶解，又以防奧氏體晶粒過分長大及鋼坯表面嚴重氧化。優選地，淬火溫度為(Ac3+5) V -(Ac3+70) °C，淬火時間為30-90分鐘，出爐后水冷，有利于細化組織，提高強韌性。鋼中含有較高的碳及一定量的Si、Mn、Cr、Mo和Ni等合金元素，需要在高溫下充分固溶，但溫度不宜過高以防奧氏體晶粒過分長大及鋼坯表面嚴重氧化；Cr、Mo等元素可提高鋼板淬透性，在水冷條件下可以生產耐磨鋼厚板。優選地，回火溫度為130_300°C，回火時間為45-120分鐘，出爐后空冷。元素Cr、Mo等可以提高回火穩定性，保證鋼板的具有較高的硬度及韌性。更優選，回火溫度為150-260°C，回火時間為60-120分鐘空冷采用堆垛或冷床冷卻，可以減緩冷卻速度，防止鋼板開裂。本專利技術通過合理的成分設計以及特定的生產工藝制造的650HB級耐磨鋼板，與現有技術的耐磨鋼板比較，具有高硬度和較高的韌性，同時具有可焊性，適用于需要焊接的工程機械使用領域；本專利技術的650HB級耐磨鋼板可以進行切割、彎曲等機械加工，具有較強的應用性；由于本專利技術工藝中在鋼板淬火后進行低溫回火，既可消除淬火后鋼板的內應力，又可使鋼板保有較高的硬度和韌性；本專利技術的650HB級耐磨鋼板布氏硬度可達650HB，-20°C夏比V型縱向沖擊功可達40J以上，保證了鋼板在惡劣工況下仍具有優異的耐磨性能。附圖說明圖I為本專利技術實施例3的650HB級耐磨鋼板的顯微組織，由圖可知該鋼板的顯微組織為馬氏體；圖2是本專利技術的耐磨鋼進行焊接試驗中，斜Y坡口焊接裂紋試件的形狀和尺寸。具體實施例方式以下通過結合實施例對本專利技術進行較為詳細的說明。本專利技術通過元素種類及含量如下科學設計，在添加少量合金元素基礎上實現了650HB級耐磨鋼板的高硬和良好的韌性的匹配，確保了鋼的高耐磨性。碳含量控制在O. 45-0. 55%范圍內。碳是耐磨鋼中最基本、最重要的元素，可以顯著提高鋼的強度和硬度，進而提高鋼的耐磨性。碳對鋼的韌性和焊接性能不利。因此，應合理控制鋼中的碳含量，在獲得高強度、高硬度的同時保證鋼板的韌性及焊接性能。硅含量控制在O. 10-0. 35%范圍內。硅固溶在鐵素體和奧氏體中提高它們的硬度和強度，然而硅含量過高會導致鋼的韌性急劇下降。同時考慮到硅與氧的親和力比鐵強，焊接時容易產生低熔點的硅酸鹽，增加了熔渣和熔化金屬的流動性，影響焊縫質量，因此含量不易過多。硅含量過高會影響鋼板表面質量，降低使用性能。優選為，Si :0. 1-0. 33%，更優選地，Si 0. 15-0. 30%。錳含量控制在O. 20-1. 00%范圍內。錳強烈增加鋼的淬透性，降低馬氏體轉變溫度和鋼的臨界冷卻速度。但錳含量較高時，有使晶粒粗化的傾向，并增加鋼的回火脆敏感性，而且容易導致鑄坯中出現偏析 和裂紋，降低鋼板的力學性能和機械加工成型性能等。優選地，Mn 0. 30-1. O%，更優選地，Mn 0. 35-0. 96%。鉻含量控制在O. 20-1. 00%范圍內。鉻可以降低臨界冷卻速度、提高鋼的淬透性。鉻在鋼中可以形成(Fe，Cr)3C、(Fe, Cr)7C3和(Fe，Cr)23C7等多種碳化物，提高強度和硬度。鉻在回火本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐磨鋼板，其成分重量百分比為：C：0.45?0.55％，Si：0.10?0.35％，Mn：0.20?1.00％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：0.20?1.00％，Mo：0.10?0.80％，Ni：0.50?2.00％，Nb：0.010?0.080％，Ti：0.001?0.06％，Al：0.010?0.10％，B：0.0005?0.0040％，Mg：0.001?0.01％，Ca：0.001?0.010wt.％，其中還同時滿足：(Si+Mn)≤1.10％，(Cr+Mo)≥0.80％，0.04％≤(Al+Ti)≤0.11％，余量為Fe和不可避免的雜質。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李紅斌，姚連登，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：