CN105239015A - 一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 - Google Patents
一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105239015A CN105239015A CN201510711213.XA CN201510711213A CN105239015A CN 105239015 A CN105239015 A CN 105239015A CN 201510711213 A CN201510711213 A CN 201510711213A CN 105239015 A CN105239015 A CN 105239015A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight percent
- wear
- hot
- rolled sheet
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明创造提供一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法。该耐磨钢的化学组分重量百分比分别为:C:1.0~1.2%,Si≤0.3%,Mn:5.0~7.0%,P<0.02%,S<0.02%,Cr:1.5~2.5%,Mo:0.2~0.8%,V:0.1~0.3%,Ti≤0.1%,Al:0.03~0.08%,其余为Fe和不可避免的杂质。所述耐磨钢热轧板的制造步骤包括炼钢、连铸、加热炉加热、热轧和热处理。采用本发明创造的组分配比和制造工艺生产的钢板强度和韧性优异,其抗拉强度大于700MPa,常温冲击吸收功为60~70J。轧后热处理工艺简单,合金元素含量少,降低了生产成本,提高了生产效率,便于工业化生产。
Description
技术领域
本发明创造属于热轧耐磨钢技术领域,尤其是涉及一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法。
背景技术
1882年哈德菲尔德发现了高锰钢,其基本成分为:Mn11%~14%,C1.0%~1.4%,其耐磨性和耐冲击性能较好。由于锰含量较高,其过冷奥氏体稳定性较高,水韧处理后形成单相奥氏体,具有高韧性,硬度为HB180~200。高锰钢铸件在受到强烈冲击载荷时,金属表面发生塑性变形,变形层内表现出明显的加工硬化现象,达到HB500以上。在中、低冲击磨损条件下,高锰钢表面加工硬化程度低,硬化层深度浅,不能充分发挥加工硬化性能使得耐磨性不足。对于大断面工件,心部常常出现碳化物而降低使用性能;寒冷条件下常出现脆断现象;湿磨条件下,腐蚀磨损较严重。这些问题的存在限制了高锰钢的使用,促使人们在高锰钢的基础上寻求新的解决办法。中锰钢是在高锰钢的基础上研制出的一种新型抗磨材料,通过降低锰含量所获得的中锰钢,水韧处理后是单相不稳定的奥氏体组织,实现在中、低冲击载荷下,材料表面产生塑性变形而导致诱发形成α-马氏体,从而快速硬化。
中国专利《一种颗粒弥散强化中锰钢及其制备方法》(公开号101787494A)中公开一种中锰钢材料及制备方法,但该方法中主要依靠钛元素和碳元素的配比实现高强度和高耐磨性,但钛元素价格不菲,高含量的钛元素必然增加了材料的生产成本。中国专利《一种中锰钢破碎机锤头及其制备方法》(公开号103993224A)中给出了一种破碎机锤头用中锰钢及制备方法,其碳锰元素配比虽然较为合理,但微量元素中缺乏铬元素导致稳定性较差,且其采用传统的铸造工艺,在钢液中加入变质剂,成型后再进行水淬加回火的热处理方法,工艺过程比较复杂,生产时间较长;中国专利《中锰钢及其制备方法》(公开号102534406A)涉及一种中锰钢的制备方法,其碳锰元素配比较为合理,但由于缺乏铝元素,因此脱氧性较差,同时刚度和颗粒细化性也较差,另外其工艺中采用砂型铸造,热处理保温时间为6小时,中锰钢的耐磨性得到保证,但是其生产周期较长,铸件表面较粗糙,增加了后续加工的成本。
以上专利中采用的都是铸造生产,热处理工艺复杂且耗时较长,国内对连铸连轧生产耐磨钢的工艺研究较少。
发明内容
本发明创造要解决的问题是,提供一种高碳中锰耐磨钢及热轧板的制造方法,通过优化碳锰配比和合理的微量元素选择与含量优化,解决现有技术中存在的高碳中锰耐磨钢强度及稳定性的问题,同时采用连铸连轧的生产方式,工艺简单,生产耗时短。
为解决上述技术问题,本发明创造采用的技术方案是:
一种高碳中锰耐磨钢,化学组分重量百分比为:C:1.0~1.2%,Si≤0.3%,Mn:5.0~7.0%,P<0.02%,S<0.02%,Cr:1.5~2.5%,Mo:0.2~0.8%,V:0.1~0.3%,Ti≤0.1%,Al:0.03~0.08%,其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的,所述C的重量百分比为1.05~1.15%;所述Si的重量百分比为0.12~0.28%;所述Mn的重量百分比为5.06~6.92%;所述Cr的重量百分比为1.55~2.47%;所述Mo的重量百分比为0.29~0.75%;所述V的重量百分比为0.12~0.29%;所述Ti的重量百分比为0.05~0.09%;所述Al的重量百分比为0.04~0.07%。
一种高碳中锰耐磨钢热轧板的制造方法,包括:炼钢-连铸-加热-热轧-热处理,在所述连铸过程中,连铸浇铸温度为1420~1440℃,得到坯锭;
在所述加热过程中,板坯加热温度为1180~1220℃;
在所述热轧过程中,板坯轧制温度区间为980~1150℃;
在所述热处理过程中,热轧板水韧温度为950~1050℃,水韧终止温度在200℃以下。
进一步的,所述耐磨钢热轧板的抗拉强度≥700MPa,屈服强度≥400Mpa,开V型缺口冲击吸收功:25℃冲击功Akv为60~70J,-40℃冲击功Akv为20~30J;布氏硬度为250~270HB。
进一步的,所述耐磨钢热轧板在200N载荷滑动磨损条件下,其磨损率≤25×10-6mm3/N·m。
所述炼钢按如下成分组成的重量百分比配料:C:1.0~1.2%,Si≤0.3%,Mn:5.0~7.0%,P<0.02%,S<0.02%,Cr:1.5~2.5%,Mo:0.2~0.8%,V:0.1~0.3%,Ti≤0.1%,Al:0.03~0.08%,其余为Fe和不可避免的杂质。
采用本发明创造的组分配比和制造工艺生产的钢板强度和韧性优异,可焊接性好,轧后热处理工艺简单,合金元素含量少,降低了生产成本,提高了生产效率,便于工业化生产。
具体实施方式
本发明主要的化学成分选择理由如下:
碳:碳是锰钢主要添加的元素之一。碳有利于奥氏体相的稳定,碳含量增加使得固溶强化作用增强,提高了钢的硬度、强度和耐磨性。但是当碳含量>1.5%时,铸态组织中碳化物增多,若经水韧处理,奥氏体中残存的碳化物依然较多,这些碳化物会沿晶界析出而降低钢的性能,并且碳元素含量增加不利于得到不稳定的奥氏体组织。
锰:锰是另一种主要添加的元素。锰可以稳定奥氏体,使奥氏体相区扩大,当锰含量增加时,高锰钢的强度和冲击韧性有所提高,但过高的锰含量会使钢的导热性下降,影响钢的机械性能。
硅:硅能提高钢的纯净度,也可作为脱氧剂。同时能起到固溶强化作用。当硅含量增加,则钢的强度和硬度增加,且奥氏体的稳定性提高,当其含量大于0.6%时,会导致碳在奥氏体中的溶解度下降和组织晶粒粗大,进而促使碳化物在晶界析出,降低了钢的韧性和耐磨性,增加了热裂倾向。
铬:铬在奥氏体中溶解度很大,可以稳定奥氏体,同时也加快了碳化物在冷却时的析出。铬可以与碳形成碳化物,提高钢的强度和硬度,但铸态时铬含量过高会使碳化物析出加快,在境界上析出形成网状碳化物,降低了钢的韧性和耐磨性。
硫和磷:硫和磷都是钢中不可避免的杂质元素,对钢的塑性和韧性不利,因此硫和磷的含量应越少越好。
钼、钛、钒:Mo、Ti、V和Cr都是强碳化物形成元素,与Fe原子置换而增加渗碳体的稳定性。同时Mo、Ti、V和Cr形成的碳化物固溶处理后可增强钢的强度、硬度和耐磨性,并且有细化晶粒的作用,但加入量过多会导致塑韧性下降。
铝:铝是强脱氧元素,脱氧后多余的铝元素和钢中氮元素能形成AlN,提高钢的强度,细化奥氏体晶粒。
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容:
1、选取6组实施例,实施例1~6组分重量百分比(%)参见表1。
表1实施例的重量百分比(%)
实施例 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | V | Ti | Al |
1 | 1.05 | 0.25 | 6.92 | 0.018 | 0.012 | 1.55 | 0.29 | 0.12 | 0.07 | 0.048 |
2 | 1.07 | 0.17 | 6.32 | 0.016 | 0.011 | 2.47 | 0.75 | 0.29 | 0.06 | 0.063 |
3 | 1.10 | 0.28 | 6.07 | 0.017 | 0.012 | 1.77 | 0.37 | 0.19 | 0.08 | 0.047 |
4 | 1.12 | 0.23 | 5.66 | 0.013 | 0.009 | 2.25 | 0.66 | 0.27 | 0.05 | 0.070 |
5 | 1.13 | 0.12 | 5.43 | 0.015 | 0.012 | 1.58 | 0.55 | 0.23 | 0.05 | 0.058 |
6 | 1.15 | 0.21 | 5.06 | 0.018 | 0.011 | 2.48 | 0.48 | 0.15 | 0.09 | 0.040 |
2、实施例1~6为原料制作热轧板的工艺流程:电炉炼钢→连铸→加热炉加热→热轧→热处理,具体参数控制如表2所示:
表2实施例的工艺流程参数
3、实施例形成的热轧板的性能参数如表3所示:
表3实施例的热轧工艺参数
从表3中可以看出,6组实施例的抗拉强度≥700MPa,屈服强度为≥400MPa,开V型缺口冲击吸收功:25℃冲击功Akv为60~70J,-40℃冲击功Akv为20~30J,布氏硬度为250~270HB,其中第4组实施例的综合性能较高,抗拉强度为745MPa,屈服强度为435MPa,25℃冲击功Akv为69.5J,-40℃冲击功Akv为30J,布氏硬度为267HB。
4、摩擦磨损性能采用M2000摩擦磨损试验机进行试验,试验条件为:载荷200N,转数200转/分钟,磨损试验时间2h,实验样品尺寸10×10×20mm,摩擦副为GCr15钢环,直径40mm。磨损率计算采用体积磨损率,计算公式如下:KV=Δm/ρ·P·L。
其中KV为体积磨损率,单位为mm3/Nm;Δm为磨损失重,单位mg;ρ为实验材料密度,取7.89g/cm3;P为加载压力,单位为N;L为磨损行程,单位为m。
6组实施例与HARDOX450和Mn13的磨损率对比结果如表4所示:
表4实施例与HARDOX450和Mn13的磨损率对比
从表4中可以看出,6组实施例的磨损率相当,比HARDOX450和Mn13的耐磨性分别提高到1.62倍和1.81倍以上。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种高碳中锰耐磨钢,其特征在于:化学组分重量百分比为:C:1.0~1.2%,Si≤0.3%,Mn:5.0~7.0%,P<0.02%,S<0.02%,Cr:1.5~2.5%,Mo:0.2~0.8%,V:0.1~0.3%,Ti≤0.1%,Al:0.03~0.08%,其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高碳中锰耐磨钢,其特征在于:所述C的重量百分比为1.05~1.15%;所述Si的重量百分比为0.12~0.28%;所述Mn的重量百分比为5.06~6.92%;所述Cr的重量百分比为1.55~2.47%;所述Mo的重量百分比为0.29~0.75%;所述V的重量百分比为0.12~0.29%;所述Ti的重量百分比为0.05~0.09%;所述Al的重量百分比为0.04~0.07%。
3.一种如权利要求1所述的高碳中锰耐磨钢热轧板的制造方法,包括:炼钢-连铸-加热-热轧-热处理,其特征在于:
在所述连铸过程中,连铸浇铸温度为1420~1440℃,得到坯锭;
在所述加热过程中,板坯加热温度为1180~1220℃;
在所述热轧过程中,板坯轧制温度区间为980~1150℃;
在所述热处理过程中,热轧板水韧温度为950~1050℃,水韧终止温度在200℃以下。
4.根据权利要求3所述的制作方法制作而成的高碳中锰耐磨钢热轧板,其特征在于:所述耐磨钢热轧板的抗拉强度≥700MPa,屈服强度≥400Mpa;所述耐磨钢热轧板开V型缺口冲击吸收功:25℃冲击功Akv为60~70J,-40℃冲击功Akv为20~30J;所述耐磨钢热轧板布氏硬度为250~270HB。
5.根据权利要求3所述的制作方法制作而成的高碳中锰耐磨钢热轧板,其特征在于:所述耐磨钢热轧板在200N载荷滑动磨损条件下,其磨损率≤25×10-6mm3/N·m。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510711213.XA CN105239015A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510711213.XA CN105239015A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105239015A true CN105239015A (zh) | 2016-01-13 |
Family
ID=55036833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510711213.XA Pending CN105239015A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105239015A (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106893931A (zh) * | 2017-03-04 | 2017-06-27 | 蒋培丽 | 一种颗粒增强型奥氏体钢及其钢板制造工艺 |
CN107841688A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-03-27 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种消失模铸造中锰钢耐磨破碎机腮板的方法 |
CN109112414A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-01 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种奥氏体中锰耐磨热轧无缝钢管及其生产方法 |
CN109402502A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-01 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀中锰钢热轧钢板及其制备方法 |
CN109518077A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种奥氏体和碳化物双相组织的耐磨钢板及其生产方法 |
CN109835013A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强耐磨复合钢板及其制造方法 |
CN111014589A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-04-17 | 山西百一机械设备制造有限公司 | 一种高韧性抗磨损锤头及其制备方法 |
CN111074171A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-04-28 | 鞍钢集团矿业有限公司 | ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨钢及其制备方法 |
CN116640984A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-25 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种中锰耐磨宽厚钢板及其生产方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102242317A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-11-16 | 王军祥 | 多元合金化抗冲击疲劳耐磨钢 |
CN104694829A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-06-10 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种强韧性耐磨中锰钢热轧板及其制造方法 |
-
2015
- 2015-10-27 CN CN201510711213.XA patent/CN105239015A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102242317A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-11-16 | 王军祥 | 多元合金化抗冲击疲劳耐磨钢 |
CN104694829A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-06-10 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种强韧性耐磨中锰钢热轧板及其制造方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107841688A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-03-27 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种消失模铸造中锰钢耐磨破碎机腮板的方法 |
CN106893931A (zh) * | 2017-03-04 | 2017-06-27 | 蒋培丽 | 一种颗粒增强型奥氏体钢及其钢板制造工艺 |
CN109835013A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强耐磨复合钢板及其制造方法 |
CN109835013B (zh) * | 2017-11-28 | 2021-03-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强耐磨复合钢板及其制造方法 |
CN109112414A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-01 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种奥氏体中锰耐磨热轧无缝钢管及其生产方法 |
CN109402502A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-01 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种耐磨耐腐蚀中锰钢热轧钢板及其制备方法 |
CN109518077A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种奥氏体和碳化物双相组织的耐磨钢板及其生产方法 |
CN111074171A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-04-28 | 鞍钢集团矿业有限公司 | ZG130Mn8Cr2VTiRe中锰耐磨钢及其制备方法 |
CN111014589A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-04-17 | 山西百一机械设备制造有限公司 | 一种高韧性抗磨损锤头及其制备方法 |
CN116640984A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-25 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种中锰耐磨宽厚钢板及其生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105239015A (zh) | 一种高碳中锰耐磨钢及热轧板制造方法 | |
AU2015353251B2 (en) | Low-alloy high-strength high-tenacity steel panel and method for manufacturing same | |
AU2018393178B2 (en) | Method for fabricating low-cost, short-production-cycle wear-resistant steel | |
CN114107830B (zh) | 一种宽温域使用低密度耐磨钢及其制备方法 | |
CN108220815B (zh) | 热锻用高热强性、高冲击韧性热作模具钢及制备方法 | |
CN110643881B (zh) | 一种大规格风电紧固件用钢及其制造方法 | |
CN107779746B (zh) | 超高强度高韧性耐蚀耐氧化超细晶合金钢及其制备方法 | |
CN105543704A (zh) | 一种高强度抗震耐火耐蚀钢板及制造方法 | |
CN105239014A (zh) | 一种低成本高碳中锰耐磨钢及其热轧板制造方法 | |
CN103938096A (zh) | 一种高强度高韧性热作模具钢及其制备方法 | |
CN104962834A (zh) | 一种高韧性、布氏硬度稳定特厚耐磨钢及其制备方法 | |
CN101956141A (zh) | 一种低成本屈服强度780MPa级非调质处理高强耐磨钢板及其制造方法 | |
CN108149156A (zh) | 一种大规格高均匀性耐磨钢及其制造方法 | |
CN104451421A (zh) | 一种高强韧性双金属带锯条背材用钢及其制备方法 | |
CN103498103A (zh) | 一种高淬透性大直径65MnCr磨球及其制备方法 | |
CN104651735B (zh) | 一种韧性大于50J/cm2的低合金耐磨钢及生产方法 | |
CN109112391B (zh) | 一种热作模具钢及其制备方法 | |
CN104087824B (zh) | 一种具有trip效应的超细结构贝氏体钢的制备方法 | |
CN101693982B (zh) | 一种刃具用马氏体耐腐蚀钢板及其制造方法 | |
CN101812634B (zh) | 低碳低焊接裂纹敏感性的高强度钢、钢板及其制造方法 | |
CN104532150A (zh) | 一种经济型、超宽锯片钢及其制造方法 | |
CN115896611B (zh) | 一种奥氏体-铁素体双相耐热钢及其制备方法和应用 | |
CN115074641B (zh) | 一种hb400级别高耐磨可冷弯钢板及其生产方法 | |
CN104480400A (zh) | 一种c-n-b复合硬化高耐磨冷作模具钢 | |
WO2022100056A1 (zh) | 一种bca2级集装箱船用止裂钢板及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160113 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |