CN103103448A - 一种低合金高强韧性耐磨钢板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低合金高强韧性耐磨钢板,其特征是:含有下列质量百分比的化学成分:碳(C)0.10~0.21%,硅(Si)0.20~0.70%,锰(Mn)1.00~1.60%,铌(Nb)0.01~0.03%,钛(Ti)0.01~0.05%,硼(B)0.0005~0.004%,酸溶铝(Als)0.010~0.040%,磷(P)≤0.025%,硫(S)≤0.010%,铬(Cr)0.00或0.20~0.50%,钼(Mo)0.00或0.10~0.30%,余量为铁(Fe)。其比起现有同级别钢种具有更多的优势:布氏硬度425~465HB,抗拉强度1380~1460MPa,-20℃低温冲击功50J以上,90°冷弯合格,钢板纯净度高,韧性好,硬度高,冷弯性、耐磨性和焊接性更好,适用于大型工程机械、煤炭综采等诸如矿用车、振动放矿、刮板机、挖掘机等设备经受磨损的部位。
Description
技术领域
本发明涉及一种低合金高强韧性耐磨钢板,属于金属耐磨材料技术领域。
背景技术
目前低合金高强耐磨钢板被广泛用于工作条件恶劣,要求强度高、耐磨性好的工程、采矿等机械产品上,如刮板机、挖掘机、自卸车及各种矿山机械、抓斗等。低合金耐磨钢板的代表WNM450D钢板,布氏硬度约为450HB,抗拉强度1360MPa,-20℃低温冲击韧性约为30J,其缺点是钢的冷弯性、冲击韧性、耐磨性和焊接性还有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种高硬、高强、高韧,具有良好综合力学性能和焊接性能的低合金高强韧性耐磨钢板。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种低合金高强韧性耐磨钢板,含有下列质量百分比的化学成分:碳(C)0.10~0.21%,硅(Si)0.20~0.70%,锰(Mn)1.00~1.60%,铌(Nb)0.01~0.03%,钛(Ti)0.01~0.05%,硼(B)0.0005~0.004%,酸溶铝(Als)0.010~0.040%,磷(P)≤0.025%,硫(S)≤0.010%,铬(Cr)0.00或0.20~0.50%,钼(Mo)0.00或0.10~0.30%,余量为铁(Fe)。
为了更好的实现本发明,所述碳的质量百分含量优选为0.17~0.21%。
所述低合金高强韧性耐磨钢板在淬火+回火热处理后的显微组织以板条状马氏体+粒状贝氏体为主。
所述低合金高强韧性耐磨钢板的制备方法,包括如下步骤:
冶炼及连铸:将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷,进行LF炉外精炼和RH炉真空脱气,再进行板坯连铸(电磁搅拌、轻压下),之后进行板坯清理、缓冷,及板坯质量检查。
加热及轧制:板坯加热后高压水除磷,采用二阶段轧制和ACC冷却,之后进行热矫直、冷却、质量检查。
热处理:钢板经过表面质量检查以后,进行表面抛丸,然后将钢板加热至890~940℃保温20分钟淬火,再在150~200℃进行保温30分钟的回火处理,即得低合金高强韧性耐磨钢板。
所述低合金高强韧性耐磨钢板高硬、高强、高韧,具有良好的热切割性、冷弯性、耐磨性和焊接性,适用于大型工程机械、煤炭综采等诸如矿用车、刮板机、挖掘机等设备经受磨损的部位。
在所述低合金高强韧性耐磨钢板中,硼的作用为细化钢的晶粒,固溶强化基体,提高淬透性,提高冲击韧性,提高钢的硬度,强化了钢的抗磨性;铌的主要作用是细化钢的晶粒,固溶强化基体,提高淬透性;铌和硼元素协同作用,能显著细化钢的晶粒,提高钢的硬度,提高冲击韧性,提高抗冲击磨损性能以及淬透性;铬、钼、锰、硅的主要作用是提高钢的淬透性,固溶强化;钒的主要作用是细化钢的晶粒,固溶强化基体;钛的主要作用是固氮,防止硼和氮结合以氮化硼析出,进一步提高钢的淬透性;铝和硅作用为净化钢液。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明的低合金高强韧性耐磨钢板,因为在钢中加入了铬、铌、钛、硼元素,使得耐磨钢板比起现有同级别钢种具有更多的优势:布氏硬度425~465HB,抗拉强度1380~1460MPa,-20℃低温冲击功50J以上,90°冷弯合格,钢板纯净度高,韧性好,硬度高,冷弯性、耐磨性和焊接性更好,适用于大型工程机械、煤炭综采等诸如矿用车、振动放矿、刮板机、挖掘机等设备经受磨损的部位。
附图说明
图1为本发明实施例1钢板的金相组织。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的耐磨钢板,含有下列质量比的化学成分:C:0.17%;Si:0.44%;Mn:1.43%;P:0.012%;S:0.001%;Als:0.027%;Nb:0.022%;Ti:0.011%;B:0.0017%; Cr:0.30%;余量为Fe。
冶炼及连铸:将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷,进行LF炉外精炼和RH炉真空脱气,再进行板坯连铸(电磁搅拌、轻压下),之后进行板坯清理、缓冷,及板坯质量检查。
加热及轧制:板坯加热后高压水除磷,采用二阶段轧制和ACC冷却,之后进行热矫直、冷却、质量检查。
热处理:钢板经过表面质量检查以后,进行表面抛丸,然后将钢板加热至940℃保温20分钟淬火,再在200℃进行保温30分钟的回火处理,即得低合金高强韧性耐磨钢板,布氏硬度为425~435HB,抗拉强度1380~1400MPa,-20℃低温冲击功68~89J,90°冷弯合格。
实施例2
本实施例的耐磨钢板,含有下列质量比的化学成分:C:0.17%;Si:0.46%;Mn:1.55%;P:0.010%;S:0.002%;Als:0.028%;Nb:0.030%;Ti:0.020%;B:0.0020%;Cr:0.32%;余量为Fe。
冶炼及连铸:将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷,进行LF炉外精炼和RH炉真空脱气,再进行板坯连铸(电磁搅拌、轻压下),之后进行板坯清理、缓冷,及板坯质量检查。
加热及轧制:板坯加热后高压水除磷,采用二阶段轧制和ACC冷却,之后进行热矫直、冷却、质量检查。
热处理:钢板经过表面质量检查以后,进行表面抛丸,然后将钢板加热至930℃保温20分钟淬火,再在180℃进行保温30分钟的回火处理,即得低合金高强韧性耐磨钢板,布氏硬度为435~445HB,抗拉强度1400~1420MPa,-20℃低温冲击功60~75J,90°冷弯合格。
实施例3
本实施例的耐磨钢板,含有下列质量比的化学成分:C:0.19%;Si:0.38%;Mn:1.35%;P:0.008%;S:0.001%;Als:0.027%;Nb:0.025%;B:0.0017%;Ti:0.017%;Cr:0.30%;Mo:0.20%;余量为Fe。
冶炼及连铸:将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷,进行LF炉外精炼和RH炉真空脱气,再进行板坯连铸(电磁搅拌、轻压下),之后进行板坯清理、缓冷,及板坯质量检查。
加热及轧制:板坯加热后高压水除磷,采用二阶段轧制和ACC冷却,之后进行热矫直、冷却、质量检查。
热处理:钢板经过表面质量检查以后,进行表面抛丸,然后将钢板加热至920℃保温20分钟淬火,再在200℃进行保温30分钟的回火处理,即得低合金高强韧性耐磨钢板,布氏硬度为445~465HB,抗拉强度1420~1440MPa,-20℃低温冲击功55~67J,90°冷弯合格。
实施例4
本实施例的耐磨钢板,含有下列质量比的化学成分:C:0.21%;Si:0.44%;Mn:1.40%;P:0.008%;S:0.001%;Als:0.036%;Nb:0.025%;B:0.0015%;Ti:0.015%;余量为Fe。
冶炼及连铸:将铁水进行脱硫预处理,采用顶底复吹转炉脱碳、脱磷,进行LF炉外精炼和RH炉真空脱气,再进行板坯连铸(电磁搅拌、轻压下),之后进行板坯清理、缓冷,及板坯质量检查。
加热及轧制:板坯加热后高压水除磷,采用二阶段轧制和ACC冷却,之后进行热矫直、冷却、质量检查。
热处理:钢板经过表面质量检查以后,进行表面抛丸,然后将钢板加热至900℃保温20分钟淬火,再在180℃进行保温30分钟的回火处理,即得低合金高强韧性耐磨钢板,布氏硬度为440~465HB,抗拉强度1410~1460MPa,-20℃低温冲击功50~60J,90°冷弯合格。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种低合金高强韧性耐磨钢板,其特征是:含有下列质量百分比的化学成分:碳(C)0.10~0.21%,硅(Si)0.20~0.70%,锰(Mn)1.00~1.60%,铌(Nb)0.01~0.03%,钛(Ti)0.01~0.05%,硼(B)0.0005~0.004%,酸溶铝(Als)0.010~0.040%,磷(P)≤0.025%,硫(S)≤0.010%,铬(Cr)0.00或0.20~0.50%,钼(Mo)0.00或0.10~0.30%,余量为铁(Fe)。
2.根据权利要求1所述的低合金高强韧性耐磨钢板,其特征是:所述碳的质量百分含量为0.17~0.21%。
3.根据权利要求1所述的低合金高强韧性耐磨钢板,其特征是:所述低合金高强韧性耐磨钢板在淬火+回火热处理后的显微组织以板条状马氏体+粒状贝氏体为主。
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