CN104662193A - 低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供耐磨损性、低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板。该低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板具有如下成分组成：以质量％计含有C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.1～2.0％、P：0.020％以下、S：0.005％以下、Al：0.005～0.100％，进一步含有选自Cr：0.05～2.0％、Mo：0.05～1.0％中的1种或2种，且钢中固溶Cr量(Crsol)和钢中固溶Mo量(Mosol)满足0.05≤(Crsol+2.5Mosol)≤2.0，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并具有以淬火态马氏体相为主相且原奥氏体粒径为30μm以下的组织，表面硬度以布氏硬度HBW10/3000计为360以上。

Description

低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板
技术领域
本发明涉及适合用于产业机械、搬运设备等的部件的耐磨损钢板(abrasion resistant steel plate)。本发明的耐磨损钢板低温韧性(lowtemperature toughness)优异，是特别适合用于在因与含有水分的土和沙子接触而产生的磨损(wear or abrasion)成为问题的部位使用的部件的耐磨损钢板。
背景技术
一直以来，在建筑、土木、矿山等工地使用的例如电铲、推土机、料斗、吊桶、自卸车等产业机械、搬运设备等的部件因与土和沙子(earthand sand)等接触而产生磨损。因此，制造上述部件时，为了延长其寿命使用耐磨损性优异的钢材。在实际的使用环境中，假定土和沙子等有干燥、湿润等各种状态。特别是处于湿润状态的土和沙子等有时含有腐蚀性物质。因此，处于湿润状态的土和沙子等产生的磨损将会成为在含有腐蚀性物质的环境下的磨损，即所谓的腐蚀磨损。已知腐蚀磨损作为磨损环境是非常严苛的，因此需求耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢材。
另外，还假定这些产业机械、搬运设备等在0℃以下的低温环境使用。因此，要求用于这些产业机械、搬运设备等的部件的钢材在具有耐磨损性、耐腐蚀磨损性的基础上，还具有优异的低温韧性。
针对这样的要求，例如专利文献1中提出了一种低温韧性优异的高硬度耐磨损钢的制造方法，即，对具有如下组成的钢坯进行热轧后，从Ar3相变点以上的温度进行淬火处理，接着进行回火，得到高强度耐磨损钢，上述钢坯以质量％计含有C：0.30～0.50％，并含有适量的Si、Mn、Al、N、Ti、Nb、B，还含有Cr：0.10～0.50％、Mo：0.05～1.00％。专利文献1记载的技术中，通过含有大量Cr、Mo，提高了淬火性，并且强化了晶界，提高了低温韧性。另外，专利文献1记载的技术中，通过实施回火处理进一步提高了低温韧性。
另外，专利文献2中，提出了一种水淬及回火处理后的韧性和耐延迟断裂特性优异的高韧性耐磨损钢板，其以质量％计含有C：0.18～0.25％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.03～0.10％，并含有适量的Nb、Al、N、B，还含有Cr：1.00～2.00％、Mo：大于0.50且0.80％以上。专利文献2记载的技术中，通过将Mn含量抑制到较低并含有大量Cr、Mo，从而提高了淬火性，能够确保规定的硬度，并且提高了韧性和耐延迟断裂特性。另外，专利文献2记载的技术中，通过进一步实施回火处理而进一步提高了低温韧性。
另外，专利文献3中，提出了一种高韧性耐磨损钢，其以质量％计含有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％，还含有适量的Nb和/或Ti。专利文献3记载的技术中，通过含有大量Cr、Mo，提高了淬火性，并且强化了晶界，提高了低温韧性。
另外，专利文献4中，提出了一种耐磨损钢的制造方法，即，对具有如下组成的钢以900℃以下的奥氏体未再结晶区中累积压下率为50％以上进行热轧后，从Ar3点以上开始淬火其后进行回火，上述钢以质量％计含有C：0.05～0.40％、Cr：0.1～2.0％，还含有适量的Si、Mn、Ti、B、Al、N，可以进一步含有Cu、Ni、Mo、V作为任意成分。该技术中，通过对奥氏体晶粒伸展的组织直接进行淬火、回火，形成使原奥氏体晶粒伸展的回火马氏体组织，从而显著提高了低温韧性。
另外，专利文献5中，提出了一种具有如下组成的低温韧性优异的耐磨损钢板，其以质量％计含有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％，还含有Ti：0.005～0.10％和/或Al：0.035～0.1％。应予说明，专利文献5记载的技术中，可以进一步含有选自Cu、Ni、Cr、V中的1种以上。由此，专利文献5记载的技术中，钢板具有高的表面硬度，耐磨损性优异，并且低温韧性也优异。
另外，专利文献6中记载了弯曲加工性优异的耐磨损钢板。专利文献6记载的耐磨损钢板是具有以质量％计含有C：0.05～0.30％、Ti：0.1～1.2％且固溶C量为0.03％以下的组成，并具有基体为铁素体相、基体中分散有硬质相的组织的耐磨损钢板。应予说明，可以进一步含有Nb、V中的1种或2种，Mo、W中的1种或2种，Si、Mn、Cu中的1种或2种，Ni、B中的1种或2种以及Cr。由此，专利文献6记载的技术在不伴有硬度明显上升的情况下使针对土和沙子磨损的耐磨损性和弯曲加工性均提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平08－41535号公报
专利文献2：日本特开平02－179842号公报
专利文献3：日本特开昭61－166954号公报
专利文献4：日本特开2002－20837号公报
专利文献5：日本特开2007－92155号公报
专利文献6：日本特开2007－197813号公报
发明内容
然而，专利文献1～5中记载的各技术以具备低温韧性和耐磨损性为目的。另外，专利文献6中记载的技术以兼具弯曲加工性和耐磨损性为目的。这些专利文献中均未对在处于湿润状态的土和沙子这样的含有腐蚀性物质的环境下的磨损进行过研究，存在没有充分重视耐腐蚀磨损性这样的问题。
另外，专利文献1～4中记载的各技术以进行回火处理作为必要条件，存在制造成本增大这样的问题。另外，专利文献5中记载的技术必须含有W，存在制造成本增大的问题。专利文献6中记载的技术以铁素体为主相，所以表面硬度低，耐磨损性不充分。
本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，以低廉成本提供耐磨损性优异且兼具优异的低温韧性和优异的耐腐蚀磨损性的耐磨损钢板。
本发明人等为了解决上述目的，对耐磨损性以及各种重要因素对低温韧性、耐腐蚀磨损性的影响进行了深入研究。其结果，发现通过成为必须含有适量Cr和/或Mo的组成，且以满足下述式(1)的方式调整钢中固溶Cr量和钢中固溶Mo量，从而能使耐腐蚀磨损性显著提高。
0.05≤(Crsol+2.5Mosol)≤2.0······(1)
(其中，Crsol：钢中固溶Cr量(质量％)，Mosol：钢中固溶Mo量(质量％)。)
推测这是因为通过必须含有适量Cr和/或Mo，并确保适当的固溶Cr量和固溶Mo量，即便钢板暴露于具有宽范围的pH的湿润状态的土和沙子中，也因Cr和/或Mo以含氧酸的形式存在，所以抑制腐蚀磨损。
而且还发现如果在上述组成的基础上进一步将表面硬度维持得较高，则能使针对土和沙子磨损的耐磨损性和耐腐蚀磨损性显著提高。
此外，本发明人等发现通过调整成必须含有适量Cr和/或Mo并且至少含有适量C、Si、Mn、P、S、Al的组成能够提高淬火性，通过确保以原奥氏体(γ)粒径为30μm以下的淬火态马氏体相为主相的组织，还能够确保优异的低温韧性。
本发明是基于上述观点进一步研究而完成的。即，本发明的要点如下。
(1)一种低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板，其特征在于，具有如下组成：以质量％计含有C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.1～2.0％、P：0.020％以下、S：0.005％以下、Al：0.005～0.100％，还含有Cr：0.05～2.0％、Mo：0.05～1.0％中的1种或2种，且钢中固溶Cr量和钢中固溶Mo量满足下述式(1)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
并且，具有以淬火态马氏体相为主相且原奥氏体粒径为30μm以下的组织，
并且表面硬度以布氏硬度HBW10/3000计为360以上。
0.05≤(Crsol+2.5Mosol)≤2.0······(1)
其中，Crsol：钢中固溶Cr量(质量％)，Mosol：钢中固溶Mo量(质量％)。
(2)根据(1)所述的耐磨损钢板，其特征在于，在上述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Nb：0.005～0.1％、Ti：0.005～0.1％、V：0.005～0.1％中的1种或2种以上。
(3)根据(1)或(2)所述的耐磨损钢板，其特征在于，在上述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Sn：0.005～0.2％、Sb：0.005～0.2％中的1种或2种。
(4)根据(1)～(3)中任1项所述的耐磨损钢板，其特征在于，在上述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Cu：0.03～1.0％、Ni：0.03～2.0％、B：0.0003～0.0030％中的1种或2种以上。
(5)根据(1)～(4)中任1项所述的耐磨损钢板，其特征在于，在上述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自REM：0.0005～0.008％、Ca：0.0005～0.005％、Mg：0.0005～0.005％中的1种或2种以上。
根据本发明，能够容易且稳定地制造尤其在湿润状态的土和沙子磨损环境下的耐腐蚀磨损性优异且低温韧性也优异，并且在不降低表面硬度的情况下稳定地具有优异的耐磨损性的耐磨损钢板。
具体实施方式
首先，对本发明的耐磨损钢板的组成的限定理由进行说明。应予说明，以下，在没有特殊说明的情况下，质量％简单记为％。
C：0.10～0.20％
C是对提高钢板的硬度，提高耐磨损性重要的元素。C的含量低于0.10％时得不到充分的硬度。另一方面，如果C的含量超过0.20％，则焊接性、低温韧性和加工性下降。因此，C的含量限定在0.10～0.20％的范围。应予说明，优选为0.14～0.17％。
Si：0.05～1.00％
Si是有效作为钢液的脱氧剂发挥作用的元素。另外，Si是利用固溶强化有效帮助钢板的强度提高的元素。为了确保这样的效果，Si的含量设为0.05％以上。Si的含量低于0.05％时无法充分得到脱氧效果。另一方面，如果Si的含量超过1.0％，则延展性、韧性下降，另外钢板中的夹杂物量增加。因此，Si的含量限定在0.05～1.0％的范围。应予说明，优选为0.2～0.5％。
Mn：0.1～2.0％
Mn是具有提高淬火性的作用的有效元素。为了确保这样的效果，Mn的含量设为0.1％以上。另一方面，如果Mn的含量超过2.0％，则焊接性下降。因此，Mn的含量限定在0.1～2.0％的范围。应予说明，优选为0.4～1.6％，更优选为0.7～1.4％。
P：0.020％以下
如果钢中含有大量P则导致低温韧性下降，因此优选尽量少。本发明中，可允许P的含量为0.020％以下。因此，P的含量限定在0.020％以下。应予说明，过度的减少导致精炼成本高涨，因此P的含量优选为0.005％以上。
S：0.005％以下
如果钢中大量含有S则其以MnS的形式析出。高强度钢中，MnS成为破坏发生的起点，导致韧性劣化。因此，优选S尽量少。本发明中，可允许S的含量为0.005％以下。因此，S的含量限定在0.005％以下。应予说明，过度的减少导致精炼成本高涨，因此S的含量优选为0.0005％以上。
Al：0.005～0.100％
Al是有效作为钢液的脱氧剂发挥作用的元素。另外，Al通过晶粒的微细化有助于提高低温韧性。为了得到这样的效果，Al的含量设为0.005％以上。Al的含量低于0.005％时无法充分得到这些效果。另一方面，如果Al的含量超过0.100％，则焊接性下降。因此，Al的含量限定在0.005～0.100％的范围。应予说明，优选为0.015～0.050％。
选自Cr：0.05～2.0％、Mo：0.05～1.0％中的1种或2种
Cr、Mo均具有抑制腐蚀磨损的作用，选择含有1种或2种。
Cr具有提高淬火性，通过使马氏体相微细化而提高低温韧性的效果。因此，本发明中，Cr是重要的元素。另外，在与湿润状态的土和沙子等的接触成为问题的腐蚀磨损环境下，Cr通过阳极反应以铬酸根离子的形式溶出，发挥抑制剂效果而抑制腐蚀，从而具有提高耐腐蚀磨损性的效果。为了得到这样的效果，Cr的含量设为0.05％以上。Cr的含量低于0.05％时，无法充分发挥这样的效果。另一方面，如果Cr的含量超过2.0％，则焊接性下降，并且制造成本高涨。因此，Cr的含量限定在0.05～2.0％的范围。应予说明，优选为0.07～1.20％的范围。
Mo具有提高淬火性，通过使马氏体相微细化而提高低温韧性的效果。因此，本发明中，Mo是重要的元素。另外，在与湿润状态的土和沙子等的接触成为问题的腐蚀磨损环境下，Mo通过阳极反应以钼酸根离子的形式溶出，发挥抑制剂效果而抑制腐蚀，从而具有提高耐腐蚀磨损性的效果。为了得到这样的效果，Mo的含量设为0.05％以上。Mo的含量低于0.05％时，无法充分发挥这样的效果。另一方面，如果Mo的含量超过1.0％，则焊接性下降，并且制造成本高涨。因此，Mo的含量限定在0.05～1.0％的范围。应予说明，优选为0.10～0.50％。
应予说明，通过复合含有Cr和Mo，可期待耐腐蚀磨损性的进一步显著提高。推测这是由于Cr和Mo能以含氧酸的形式存在的pH区域不同，能够抑制具有宽范围的pH的湿润状态的土和沙子等引起的腐蚀磨损。
另外，为了提高耐腐蚀磨损性，本发明中，含有上述范围的Cr、Mo，并且以钢中固溶Cr量和钢中固溶Mo量满足下述式(1)进行调整。
0.05≤(Crsol+2.5Mosol)≤2.0‥‥‥(1)
(其中，Crsol：钢中固溶Cr量(质量％)，Mosol：钢中固溶Mo量(质量％))。如果Cr、Mo形成碳化物等，以析出物的形式析出，则在其析出物周边固溶Cr量、固溶Mo量将减少。由此，上述的抑制剂效果减少，耐腐蚀磨损性下降。本发明中，以钢中固溶Cr量(Crsol)和钢中固溶Mo量(Mosol)满足上述式(1)的方式进行调节。为了充分确保上述的抑制剂效果，本发明中需要使(Crsol+2.5Mosol)为0.05以上。另一方面，如果(Crsol+2.5Mosol)超过2.0，则效果饱和，并且制造成本高涨。应予说明，优选(Crsol+2.5Mosol)为0.10～1.0。
应予说明，固溶Cr量和固溶Mo量可利用以下的方法计算。将钢在10％乙酰丙酮电解液中电解提取，用ICP发射光谱分析法对得到的提取残渣(析出物)进行分析。在此，将提取残渣中含有的Cr量作为析出Cr量，将提取残渣中含有的Mo量作为析出Mo量，分别定量。从总Cr量、总Mo量分别减去该定量值，由此求出固溶Cr量和固溶Mo量。
另外，为了使固溶Cr量、固溶Mo量满足式(1)，需要极力抑制碳化物等的析出，因此，需要调整热过程或控制Nb量、Ti量。具体而言优选例如极力缩短在Cr、Mo的碳化物等析出的温度范围(500℃～800℃)保持的时间，添加比Cr、Mo更容易形成碳化物等的Nb、Ti。
上述的成分是本发明的基本成分。本发明在含有上述基本成分的基础上，还可以选择性含有选自Nb：0.005～0.1％、Ti：0.005～0.1％、V：0.005～0.1％中的1种或2种以上和/或选自Sn：0.005～0.2％、Sb：0.005～0.2％中的1种或2种和/或选自Cu：0.03～1.0％、Ni：0.03～2.0％、B：0.0003～0.0030％中的1种或2种以上和/或选自REM：0.0005～0.008％、Ca：0.0005～0.005％、Mg：0.0005～0.005％中的1种或2种以上作为选择元素。
选自Nb：0.005～0.1％、Ti：0.005～0.1％、V：0.005～0.1％中的1种或2种以上
Nb、Ti、V均以碳氮化合物等的析出物的形式析出，是通过组织的微细化而提高韧性的元素。本发明中，根据需要，可含有选自Nb、Ti、V中的1种或2种以上。
Nb以碳氮化合物的形式析出，是通过组织的微细化有效帮助韧性提高的元素。为了确保这样的效果，Nb的含量优选为0.005％以上。另一方面，如果Nb的含量超过0.1％，则焊接性下降。因此，含有Nb时，优选Nb的含量限定在0.005～0.1％的范围。应予说明，从组织微细化的观点考虑，更优选Nb的含量为0.012～0.03％的范围。
Ti以TiN的形式析出，是通过固定固溶N有助于提高韧性的元素。为了得到这样的效果，Ti的含量优选为0.005％以上。另一方面，如果Ti的含量超过0.1％，则粗大的碳氮化合物析出，韧性下降。因此，含有Ti时，优选Ti的含量限定在0.005～0.1％的范围。应予说明，从减少成本这样的观点考虑，更优选Ti的含量限定在0.005～0.03％的范围。
V以碳氮化合物的形式析出，是通过组织微细化的效果有助于提高韧性的元素。为了得到这样的效果，V的含量优选为0.005％以上。另一方面，如果V的含量超过0.1％，则焊接性下降。因此，含有V时，优选V的含量限定在0.005～0.1％的范围。
选自Sn：0.005～0.2％、Sb：0.005～0.2％中的1种或2种
Sn、Sb均是提高耐腐蚀磨损性的元素。本发明中，根据需要，可含有选自Sn、Sb中的1种或2种。
Sn通过阳极反应以Sn离子的形式溶出，发挥抑制剂效果而抑制腐蚀，从而提高钢板的耐腐蚀磨损性。另外，Sn在钢板表面形成含Sn的氧化被膜，抑制钢板的阳极反应、阴极反应，从而提高钢板的耐腐蚀磨损性。为了得到这些效果，Sn的含量优选为0.005％以上。另一方面，如果Sn的含量超过0.2％，则导致钢板的延展性、韧性劣化。因此，含有Sn时，优选Sn的含量限定在0.005～0.2％的范围。应予说明，从减少杂质元素这样的观点考虑，更优选Sn的含量为0.005～0.1％的范围。
Sb抑制钢板的阳极反应，并且抑制作为阴极反应的氢产生反应，从而抑制钢板的腐蚀，提高耐腐蚀磨损性。为了充分得到这样的效果，Sb的含量优选为0.005％以上。另一方面，如果Sb的含量超过0.2％，则导致韧性劣化。因此，含有Sb时，Sb的含量优选为0.005～0.2％的范围。应予说明，更优选为0.005～0.1％。
选自Cu：0.03～1.0％、Ni：0.03～2.0％、B：0.0003～0.0030％中的1种或2种以上
Cu、Ni、B均是提高淬火性的元素。本发明中，根据需要可含有选自Cu、Ni、B中的1种或2种以上。
Cu是有助于提高淬火性的元素。为了得到这样的效果，Cu的含量优选为0.03％以上。另一方面，如果Cu的含量超过1.0％，则热加工性下降，制造成本也高涨。因此，含有Cu时，优选Cu的含量限定在0.03～1.0％的范围。应予说明，从进一步减少成本这样的观点考虑，更优选Cu的含量限定在0.03～0.5％的范围。
Ni是提高淬火性并且还有助于提高低温韧性的元素。为了得到这样的效果，Ni的含量优选为0.03％以上。另一方面，如果Ni的含量超过2.0％，则制造成本上升。因此，含有Ni时，优选Ni的含量限定在0.03～2.0％的范围。应予说明，从进一步减少成本这样的观点考虑，更优选Ni的含量限定在0.03～0.5％的范围。
B是以微量含有便有助于提高淬火性的元素。为了得到这样的效果，B的含量优选为0.0003％以上。另一方面，如果B的含量超过0.0030％，则韧性下降。因此，含有B时，优选B的含量限定在0.0003～0.0030％的范围。应予说明，从抑制耐磨损钢板的焊接中因此使用的CO2焊接等的低热输入焊接部的低温破裂的观点考虑，更优选B的含量限定在0.0003～0.0015％的范围。
选自REM：0.0005～0.008％、Ca：0.0005～0.005％、Mg：0.0005～0.005％中的1种或2种以上
REM、Ca、Mg均是与S结合生成硫化物系夹杂物的元素，是抑制MnS生成的元素。本发明中，根据需要可含有选自REM、Ca、Mg中的1种或2种以上。
REM固定S，抑制属于韧性下降的原因的MnS的生成。为了得到这样的效果，REM的含量优选为0.0005％以上。另一方面，如果REM的含量超过0.008％，则钢中夹杂物量增加，反而导致韧性下降。因此，含有REM时，优选REM的含量限定在0.0005～0.008％的范围。应予说明，更优选为0.0005～0.0020％。
Ca固定S，抑制属于韧性下降的原因的MnS的生成。为了得到这样的效果，Ca的含量优选为0.0005％以上。另一方面，如果Ca的含量超过0.005％，则钢中夹杂物量增加，反而导致韧性下降。因此，含有Ca时，优选Ca的含量限定在0.0005～0.005％的范围。应予说明，更优选为0.0005～0.0030％。
Mg固定S，抑制属于韧性下降的原因的MnS的生成。为了得到这样的效果，Mn的含量优选为0.0005％以上。另一方面，如果超过0.005％，则钢中夹杂物量增加，反而导致韧性下降。因此，含有Mg时，优选Mg的含量限定在0.0005～0.005％的范围。应予说明，更优选为0.0005～0.0040％。
此外，本发明的耐磨损钢板具有上述的成分组成，并具有以淬火态马氏体相为主相且原奥氏体(γ)粒径为30μm以下的组织。应予说明，这里提及的“主相”是指以面积率计占90％以上的相。
淬火态马氏体相：以面积率计为90％以上
淬火态马氏体相的相百分比以面积率计低于90％时，无法确保所希望的硬度，耐磨损性下降，无法确保所希望的耐磨损性。另外，无法确保充分的低温韧性。另外，对于回火马氏体而言，因回火生成渗碳体时Cr和Mo与Fe一起形成碳化物，使对确保耐腐蚀性有效的固溶Cr和Mo减少。因此，使马氏体相为不进行回火的淬火态马氏体。应予说明，淬火态马氏体的面积率优选为95％以上。
原γ粒径：30μm以下
即便确保淬火态马氏体相以面积率计为90％以上，但如果原γ粒径超过30μm变得粗大，低温韧性还是会下降。应予说明，原γ粒径使用以光学显微镜(倍率：400倍)观察用苦味酸腐蚀液腐蚀的组织，基于JIS G 0551的规定而求得的值。
具有上述的组成、组织的本发明的耐磨损钢板以布氏硬度HBW10/3000计为360以上。
表面硬度：以布氏硬度HBW10/3000计为360以上
表面硬度以布氏硬度HBW10/3000计低于360时，作为耐磨损钢板的寿命变短。应予说明，布氏硬度是基于JIS Z 2243(2008)的规定测定的值。
接下来，对本发明耐磨损钢板的优选的制造方法进行说明。
将上述组成的钢素材在保持规定的温度的情况下不冷却而直接再加热，或者冷却后再加热，之后进行热轧，制成所希望的尺寸形状的钢板。
应予说明，钢素材的制造方法不需要特别限定。优选用转炉等公知的熔炼方法熔炼上述组成的钢液，用连续铸造法等公知的铸造方法制成规定尺寸的板坯等钢素材。应予说明，自然也可以用铸锭－开坯法制成钢素材。
再加热温度：950～1250℃
再加热温度低于950℃时，变形阻力过大使轧制负荷过大，有时无法进行热轧。另一方面，在超过1250℃的高温下，晶粒的粗大化变得明显，无法确保所希望的高韧性。因此，优选再加热温度限定在950～1250℃的范围。
接下来对经再加热的钢素材或者没经再加热而保持规定的温度的钢素材实施热轧，制成所希望的尺寸形状的钢板。热轧条件不需要特别限定。优选实施热轧结束后立即淬火的直接淬火处理(DQ)。应予说明，优选淬火开始温度为Ar3相变点以上的温度。为了使淬火开始温度为Ar3相变点以上的温度，优选使热轧结束温度为Ar3相变点以上的温度，即800～950℃的范围。另外，淬火的冷却速度只要在形成马氏体相的冷却速度以上就没有特别限定。
另外，冷却停止温度优选为Ms点以下的温度。为了防止淬火态马氏体相自回火，更优选为300℃以下。进一步优选为200℃以下。
另外，可以实施再加热淬火处理(RQ)代替热轧结束后立即淬火的直接淬火处理，该再加热淬火处理(RQ)是在热轧结束后放冷，之后再加热至规定的加热温度，进而进行淬火。应予说明，作为再加热淬火温度，优选为850～950℃。再加热后的淬火的冷却速度只要在形成马氏体相的冷却速度以上就没有特别限定。另外，冷却停止温度优选为Ms点以下的温度。为了防止淬火态马氏体相自回火，更优选为300℃以下。进一步优选为200℃以下。
实施例1
以下，基于实施例对本发明进一步进行说明。
用真空熔解炉熔炼表1所示的组成的钢液，在铸模中铸造，制成150kgf钢锭(钢素材)。将这些钢素材加热至表2、3所示的再加热温度，之后在表2、3所示的条件下进行热轧，接着进行热轧结束后立即淬火(直接淬火)的直接淬火处理(DQ)。对一部分钢板进行再加热淬火处理(RQ)，即，热轧结束后空冷，进而再加热至表2、3所示的加热温度，之后进行淬火。
从得到的钢板采集试验片，实施组织观察、表面硬度试验、夏比冲击试验、耐腐蚀磨损试验。应予说明，从得到的钢板采集电解提取用试验片，在10％AA电解液(10％乙酰丙酮－1％四甲基氯化铵－甲醇电解液)中电解，提取残渣。对得到的提取残渣利用ICP发射光谱分析法分析提取残渣中含有的Cr、Mo量，计算成为析出物的Cr量和Mo量。接着，从总Cr量减去成为析出物的Cr量，从总Mo量减去成为析出物的Mo量，分别求出固溶Cr量(Crsol)、固溶Mo量(Mosol)。
试验方法如下。
(1)组织观察
从得到的钢板的板厚1/2位置以观察面成为与轧制方向垂直的截面的方式采集组织观察用试验片。对试验片进行研磨，用苦味酸腐蚀液将其腐蚀使原γ粒出现，之后用光学显微镜(倍率：400倍)观察。测定各100个原γ粒的投影圆当量径，计算得到的值的平均值。将该平均值作为该钢板的原γ粒径。
另外，从得到的钢板的板厚1/2位置与板面平行地采集薄膜状试件(透射电子显微镜组织观察用试验片)。将试验片经过研削、研磨(机械研磨、电解研磨)制成薄膜。接下来，利用透射电子显微镜(倍率：20000倍)观察各20处视场，将没有渗碳体析出的区域作为淬火态马氏体相区域，测定其面积。将其以在组织整体所占的比例(％)进行表示，作为淬火态马氏体百分比(面积率)。
(2)表面硬度试验
从得到的钢板采集表面硬度测定用试验片，基于JIS Z 2243(2008)的规定，测定表面硬度HBW10/3000。硬度测定使用10mm的钨硬球，载荷设为3000kgf。
(3)夏比冲击试验
基于JIS Z 2242(2005)的规定，在得到的钢板的板厚1/2位置，从与轧制方向垂直的方向(C方向)采集V缺口试验片，实施夏比冲击试验。试验温度设为﹣40℃，求出吸收能vE﹣40(J)。应予说明，试验片个数设为各3个，将其算术平均值作为该钢板的吸收能vE﹣40。将vE﹣40为30J以上的钢板评价为“母材低温韧性”优异的钢板。应予说明，板厚低于10mm的钢板使用1/2t小尺寸夏比试验片(t：板厚)。使用1/2t小尺寸夏比试验片时，将vE﹣40为15J以上的钢板评价为“母材韧性”优异的钢板。
(4)耐腐蚀磨损试验
从距得到的钢板的表层1mm的位置采集磨损试验片(大小：10mm厚×25mm宽×75mm长)。将这些试验片安装在磨损试验机上，实施磨损试验。
磨损试验片以与试验机转子的旋转轴垂直且25mm×75mm的面成为旋转圆的圆周切线方向的方式安装后，用外槽覆盖试验片和转子，向内部导入磨损材。磨损材使用将平均粒径0.65mm的硅砂和浓度调节为15000质量ppm的NaCl水溶液以硅砂与NaCl水溶液的重量比为3:2的方式混合而得的物质。
试验条件以转子：600次/分钟、外槽：45次/分钟，各自旋转进行。旋转至转子的旋转次数达到总计10800次后，结束试验。试验结束后，测定各试验片的重量。然后，计算试验后重量与初始重量的差(＝重量减少量)，将拉伸强度400MPa级一般结构用轧制钢材SS400(Rolledsteels for general structure,Tensile strength 400MPa class)(JIS G3101)(现有例)的重量减少量作为基准值，计算耐磨损比(＝(基准值)/(试验片的重量减少量))。将耐磨损比为1.5以上的情况评价为“耐腐蚀磨损性优异”。
将得到的结果示于表4、5。
[表2]
下划线表示本发明范围外
*DQ：直接淬火，RQ：再加热淬火
[表3]
下划线表示本发明范围外
*DQ：直接淬火，RQ：再加热淬火
[表4]
下划线表示本发明范围外
[表5]
下划线表示本发明范围外
本发明例均具有表面硬度以HBW10/3000计为360以上的表面硬度，vE﹣40：30J以上(1/2t试验片的情况下为15J以上)的优异的低温韧性和耐磨损比：1.5以上的优异的耐腐蚀磨损性。另一方面，脱离本发明的范围的比较例中，表面硬度低或低温韧性下降或耐腐蚀磨损性下降或其中的2个以上下降。

Claims (5)

1.一种低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板，其特征在于，具有如下成分组成：
以质量％计含有C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.1～2.0％、P：0.020％以下、S：0.005％以下、Al：0.005～0.100％，进一步含有选自Cr：0.05～2.0％、Mo：0.05～1.0％中的1种或2种，且钢中固溶Cr量和钢中固溶Mo量满足下述式(1)，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
并且，具有以淬火态马氏体相为主相且原奥氏体粒径为30μm以下的组织，
表面硬度以布氏硬度HBW10/3000计为360以上，
0.05≤(Crsol+2.5Mosol)≤2.0······(1)
其中，Crsol：钢中固溶Cr量，单位是质量％，Mosol：钢中固溶Mo量，单位是质量％。
2.根据权利要求1所述的耐磨损钢板，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Nb：0.005～0.1％、Ti：0.005～0.1％、V：0.005～0.1％中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨损钢板，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Sn：0.005～0.2％、Sb：0.005～0.2％中的1种或2种。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的耐磨损钢板，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Cu：0.03～1.0％、Ni：0.03～2.0％、B：0.0003～0.0030％中的1种或2种以上。
5.根据权利要求1～4中任1项所述的耐磨损钢板，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自REM：0.0005～0.008％、Ca：0.0005～0.005％、Mg：0.0005～0.005％中的1种或2种以上。
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