一種易加工耐磨鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術提供了一種易加工耐磨鋼板及其制造方法，其化學成分的重量百分比為：C：0.35～0.45%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.00%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.50～1.50%，Mo：0.10～0.60%，Ni：0.50～1.50%，Al：0.010～0.080%，0.0010%≤Ca≤0.0080%，N≤0.0080%，O≤0.0080%，H≤0.0004%，其余為Fe和不可避免的雜質；其顯微組織為球化退火組織，布氏硬度150-250HB，室溫夏比V型縱向沖擊功為70-135J。通過以上化學成分配比及軋制、退火熱處理等工藝得到的耐磨鋼板組織均勻，加工性能優異，尤其適用需要精細加工且具有較佳耐磨性的機械設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及耐磨鋼，特別是涉及；該易加工耐磨鋼板的顯微組織為球化退火組織，其布氏硬度為150-250HB，室溫夏比V型縱向沖擊功為70-135Jo
技術介紹
耐磨鋼板一般用于要求高強、硬度，高耐磨性能的工程、采礦等行業機械產品上，如挖掘機、刮板運輸機等。傳統耐磨鋼為奧氏體高錳鋼，其在大的沖擊載荷作用下，可發生應變誘導馬氏體相變，強硬度提高，進而提高耐磨性。奧氏體高錳鋼受限于合金元素含量高、機械加工困難等缺點，并不能夠在機械設備中廣泛應用。近些年研究低碳低合金馬氏體耐磨鋼較多，其主要通過添加適量的碳及合金元素，通過淬火和回火或TMCP等方式進行生產。此種耐磨鋼主要特點為強硬度高，并且具有一定的韌性和焊接性，能夠廣泛的適用于工程、煤礦等機械設備。然而對某些需要加工性能優異，同時具有一定耐磨性的設備而言，高強硬的耐磨鋼并不滿足要求。中國專利CN101250673公開了一種低碳低合金耐磨鋼，采用淬火+回火熱處理工藝生產，強硬度很高，這必然導致機械加工性能略差，對需要精細機械加工的設備而言尤不適用。中國專利CN102560272A公開了一種中碳低合金耐磨鋼，采用TMCP工藝生產，強硬度非常高，機械加工性能必然較差，對需要精細機械加工的設備而言也不適用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，其布氏硬度為150-250HB,室溫夏比V型 縱向沖擊功為70-135J，實現硬度和耐磨性的良好匹配，并具有優異的沖擊性能，尤其具有優異的機械加工性能，十分有益于工程上的廣泛應用。為了實現上述目的，本專利技術采用如下的技術方案:本專利技術主要針對需要精細加工的耐磨材料設計了一種易加工耐磨鋼板，采用中碳低合金成分體系，適量添加鉻、鑰和鎳等合金元素，保證鋼板在具有良好的硬度和耐磨性的同時，具有較佳的綜合性能，如沖擊性能等，其組織性能十分均勻，尤其機械加工性能十分優異。具體地，本專利技術的一種易加工耐磨鋼板，其化學成分的重量百分比為:C:0.35 0.45%, S1:0.10 0.50%, Mn:0.50 1.00%, P 彡 0.015%, S 彡 0.010%, Cr:0.50 1.50%,Mo:0.10 0.60%, Ni:0.50 1.50%, Al:0.010 0.080%, 0.0010% 彡 Ca 彡 0.0080%,N^0.0080%, 0^ 0.0080%, H^0.0004%，其余為Fe和不可避免的雜質；其顯微組織為球化退火組織，布氏硬度為150-250HB，室溫夏比V型縱向沖擊功為70-135J。本專利技術所涉及的易加工耐磨鋼板的化學成分作用如下:碳:碳是耐磨鋼中最基本、最重要的元素，可以提高鋼的強度和硬度，進而提高鋼的耐磨性，但其對鋼的韌性和焊接性能不利，因此，應合理控制本專利技術耐磨鋼中的碳含量為0.35-0.45wt.%，優選為 0.35-0.44wt.%。硅: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，本專利技術耐磨鋼中控制硅為 0.10-0.50wt.%，優選地為 0.10-0.45wt.%。錳:錳強烈增加鋼的淬透性，降低耐磨鋼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，降低鋼板的性能，本專利技術耐磨鋼中控制錳含量為0.50-1.0Owt.%，優選為0.50-0.90wt.%。鉻: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，顯著提高強度、硬度和耐磨性，鉻可以提高鋼在熱處理過程中的穩定性。本專利技術耐磨鋼中控制Cr含量為0.50-1.50wt.%，優選為0.50-1.20wt.%。鑰:鑰可以細化晶粒，提高強度和韌性。鑰在鋼中存在于固溶體相和碳化物相中，因此，含鑰鋼同時具有固溶強化和碳化物彌散強化的作用。鑰可以提高鋼在熱處理過程中的穩定性。因此本專利技術耐磨鋼中控制鑰含量為0.10-0.60wt.%，優選為0.10-0.50wt.%。鎳:鎳能與鐵以任何比例互溶，通過細化鐵素體晶粒改善鋼的韌性，鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性，鎳具有明顯降低冷脆轉變溫度的作用。鎳可以改善鋼的加工性。鎳含量過多會導致成本大大增加，綜合考慮，本專利技術耐磨鋼中控制鎳含量為0.50-1.50wt.%，優選為 0.50-1.20wt.%。鋁:鋁和鋼中氮能形成細小難溶的AlN顆粒，細化鋼的晶粒。鋁可細化鋼的晶粒，固定鋼中的氮和氧，減輕鋼對缺口的敏感性，減小或消除鋼的時效現象，并提高鋼的韌性，本專利技術耐磨鋼中鋁含量控制在0.010-0.080wt.%，優選為0.020-0.080wt.%。鈣:鈣對鑄鋼中夾雜物的變質具有顯著作用，鑄鋼中加入適量鈣可將鑄鋼中的長條狀硫化物夾雜轉變為球狀的CaS或(Ca，Mn) S夾雜，鈣所形成的氧化物及硫化物夾雜密度小，易于上浮排除。鈣還顯著降低硫在晶界的偏聚，這些都有益于提高鑄鋼的質量，進而提高鋼的性能。本專利技術耐磨鋼中控制鈣含量0.0OlOwt.% ^ Ca ^ 0.0080wt.%，優選為0.0OlOwt.% ^ Ca ^ 0.0050wt.%。磷與硫:在耐磨鋼中，硫與磷均為有害元素，它們的含量要嚴格控制，本專利技術所涉及鋼種中控制磷含量彡0.015wt.%，優選為彡0.012wt.% ;控制硫含量彡0.0lOwt.%，優選為^ 0.005wt.%。氮、氧與氫:鋼中過多的氧和氮對鋼的性能尤其是焊接性和韌性能是十分不利的，但控制過嚴會大幅增加生產成本，因此，本專利技術所涉及鋼種中控制氮含量< 0.0OSOwt.%，優選為彡0.0050wt.% ;控制氧含量彡0.0080wt.%，優選為彡0.0050wt.% ;控制氫含量(0.0004wt.%，優選為彡 0.0003wt.%。本專利技術的易加工耐磨鋼板的制造方法，包括如下步驟: 按上述化學成分配比冶煉，經鑄造、加熱、軋制和熱處理等步驟獲得所述易加工耐磨鋼板；其中在加熱步驟中，加熱到溫度為1000-1250°C，保溫時間為I 3小時；在軋制步驟中，采用自由軋制，軋后空冷；在熱處理步驟中，采取球化退火，退火加熱溫度為600-800°C，保溫時間為4-10小時，之后隨爐自然冷卻。優選的，在加熱過程中，加熱溫度為1050_1250°C ;更優選的，在加熱過程中，加熱溫度為1080-1250°C ;最優選的，在加熱過程中，加熱溫度為1100-1250°C。優選的，在熱處理過程中，加熱溫度為620_800°C ;更優選的，在熱處理過程中，力口熱溫度為650-800°C ;最優選的，在熱處理過程中，加熱溫度為670-800°C。優選的，在軋制步驟中，采用軋后堆垛空冷。本專利技術通過合理的設計鋼中化學成分并嚴格控制了碳和合金元素的含量，采用中碳低合金成分體系，適量添加鉻、鑰和鎳等合金元素，通過合金元素的細化強化作用以及退火過程的均勻化作用，使獲得的耐磨鋼板同時具有較高的硬度和較好的耐磨性、具有易切割等優異的機械加工性能，因此具有很強的適用性。本專利技術的易加工耐磨 鋼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種易加工耐磨鋼板，其化學成分的重量百分比為：C：0.35～0.45%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.00%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.50～1.50%，Mo：0.10～0.60%，Ni：0.50～1.50%，Al：0.010～0.080%，0.0010%≤Ca≤0.0080%，N≤0.0080%，O≤0.0080%，H≤0.0004%，其余為Fe和不可避免的雜質；其顯微組織為球化退火組織，布氏硬度為150?250HB，室溫夏比V型縱向沖擊功為70?135J。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李紅斌，姚連登，華蔚，劉自成，顧友明，魯巖，苗雨川，張向葵，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：