CN110042325A - 一种低合金高强度耐磨nm400热轧钢带及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.15％～0.25％；Si:0.20％～0.50％；Mn:1.00％～1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Al≤0.040％；Nb:0.020％～0.050％；Cr:0.20～0.50％；B:0.0010％～0.0020％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。还公布了其制造方法。本发明形成了C‑Mn‑Nb‑Cr‑B成分设计体系，生产的耐磨热轧钢卷NM400各项性能均满足GB/T24186‑2009的要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带及其制造方法。
背景技术
集高强钢和高耐磨为特性的工程材料的应用有效的实现构件轻量化、使用高安全和长寿命的现代化要求，从而适应节能、环保、降低钢材消耗的新政策。利用低碳中锰微合金Nb、Ti、Cr、B的细晶强化和沉淀强化机制开发低成本高强度、高耐磨热轧钢带逐渐成为工程机械等艰苦作业条件选材的发展方向。
近年来，国内各大钢厂以及研究机构集中采用热轧机组控轧控冷+淬火+低温回火的工艺生产高强度耐磨板的研究，并取得工业化生产的成果，但对目前先进的2250mm热连轧机组采用控轧控冷+在线淬火+钢带自回火的生产工艺进行研究和报道报道极少。
专利CN 103255341A公布了“一种高强度高韧性热轧耐磨钢及其制造方法”，其成分设计体系为C(0.2％～0.5％)-Si(0.8％～2.0％)-Mn(1.5％～3.0％)-Ti(0.005％～0.015％)-Ni(0.5％～2.0％)，高Si含量1.2～1.8％，Mn和Ni合金成分之和3.2～3.6％，生产工艺铸坯-控轧控冷-快速淬火-钢带自回火。不足之处Si含量较高，钢带表面氧化物较多，且贵重合金Ni含量较高，产品成本较高。
专利CN 105239014A公布了“一种低成本高碳中锰耐磨钢及其热轧板制造方法”，成分设计体系为C(0.7％～0.9％)-Si(0～0.6％)-Mn(7.0％～9.0％)-Cr(2.0％～3.0％)，生产工艺为铸坯-热轧-固溶处理。属于中厚板生产工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，依据低合金高强钢的成分设计原则，形成了C-Mn-Nb-Cr-B成分设计体系，采用常规热轧2250mm控轧控冷工艺生产耐磨热轧钢卷NM400，产品各项性能均满足GB/T24186-2009的要求。最大限度满足材料轻量化、安全系数高、耐磨系数好的使用需求。在错综复杂的变形条件下，具有良好的综合力学性能，明显提高了使用寿命和安全性能，成功实现了热轧机组生产耐磨薄规格卷板的可能性，较中厚板生产流程，产品成本有明显降低。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.15％～0.25％；Si:0.20％～0.50％；Mn:1.00％～1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Al≤0.040％；Nb:0.020％～0.050％；Cr:0.20～0.50％；B:0.0010％～0.0020％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.21％；Si:0.30％；Mn:1.30％；P:0.009％；S：0.003％；Al：0.040％；Nb:0.022％；Cr:0.32％；B:0.0009％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。
进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.20％；Si:0.25％；Mn:1.35％；P:0.010％；S：0.002％；Al：0.035％；Nb:0.024％；Cr:0.30％；B:0.0013％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。
进一步的，所述热轧钢带的厚度为度4～8mm。
一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带的制造方法，包括：铁水→转炉炼钢→LF精炼→RH脱气→板坯连铸；转炉冶炼采用KR预脱硫铁水，硅铁、锰铁、铌铁、铬铁以及硼铁等进行脱氧合金化，钢水全过程吹氩搅拌；真空度≤2mbar，深真空时间≥20min，过冷度ΔT≤20～40℃。
进一步的，轧制工艺为：板坯加热—高压水除鳞—定宽压力机—E1R1粗轧机轧制—E2R2粗轧机轧制—飞剪—高压水除鳞—F1～F7精轧机轧制—加密型层流冷却—卷取—托盘运输***—取样、检验。
进一步的，板坯加热温度为1210±20℃；加热时间≥130min；粗轧模式采用1+5或3+3；粗轧末道次开轧温度≤1000℃；中间坯厚度范围为40～55mm；精轧开轧温度920～980℃；精轧终轧温度850～900℃，中间温度550～650℃，卷取温度为100～200℃，冷却速度≥30℃/s。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明提供了一种C-Mn-Nb-Cr-B低合金高强度耐磨NM400热轧卷板的制备工艺及方法，利用低合金成本的设计思路，充分发挥控轧控冷工艺，通过合金元素的细晶强化、沉淀强化的机理实现材料的高强度、高韧性以及高硬度相匹配的耐磨热轧卷板。以利用热轧机组在线淬火和钢卷自回火的工艺一次流程生产耐磨钢，相比中厚板机组匹配调质热处理两段式流程生产耐磨钢，材料成本大大降低。取得2250mm热轧生产线的工业化生产，具有良好的推广价值。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为钢带的1/2处心部组织金相示意图；
图2为钢带的1/2处表层组织金相示意图；
图3为钢带的1/4处心部组织金相示意图；
图4为钢带的1/4处表层组织金相示意图。
具体实施方式
1.材料的冶炼
1.1转炉冶炼：经预处理后的铁水进入转炉，吹氧脱碳升温，冶炼后期加入硅铁、锰铁、铬铁脱氧合金化，控制P、S成分，防止钢液过氧化，出钢温度1600～1630℃，转炉出钢[P]≤0.015％，[S]≤0.010％。
1.2精炼：采用LF+RH全程吹氩工艺，精炼过程保持良好的还原气氛，采用Al丝脱氧，LF后期添加锰铁、铌铁进行合金化，LF结束后进行钙处理。RH真空处理后，添加硼铁，真空度≤2mbar，深真空时间≥20min。
1.3连铸：钢水进中包温度控制在1530-1550℃，过热度ΔT≤25～40℃，拉速控制在0.90-1.10m/min。配有动态轻压下技术，矫直温度≥920℃。
2.控轧控冷工艺
采用步进式加热炉加热铸坯(加热工艺见表1)，粗轧采用单机架R1和R2往返式轧制，采用的粗轧模式为1+5和3+3，精轧采用F1～F7连轧工艺，具体控轧控冷工艺见表2。
表1铸坯加热制度
表2轧制工艺
3、实施例分析
3.1根据以上冶炼技术要求，冶炼下列成分的低合金高强度耐磨NM400的铸坯，具体成分(质量百分比)如下表3所示。
表3各实施例化学成分
3.2按照以上成分设计和热轧工艺，生产厚度4～8mm热轧钢带的室温拉伸性能和布氏硬度见表3，试验方法参照GB/T 228.1和GB/T 231.1。
表3产品拉伸和布氏硬度
如图1至4所示，产品金相组织为板条马氏体+贝氏体+少量的铁素体。本产品具有高强度、高硬度以及耐磨性良好的特性，可以用于各种工程机械用轻量化、高安全和高耐磨的承载构件，各项性能均能满足GB/T24186-2009工程机械用高强度耐磨钢板的标准要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.15％～0.25％；Si:0.20％～0.50％；Mn:1.00％～1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Al≤0.040％；Nb:0.020％～0.050％；Cr:0.20～0.50％；B:0.0010％～0.0020％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。
2.根据权利要求1所述的低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.21％；Si:0.30％；Mn:1.30％；P:0.009％；S：0.003％；Al：0.040％；Nb:0.022％；Cr:0.32％；B:0.0009％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。
3.根据权利要求1所述的低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C:0.20％；Si:0.25％；Mn:1.35％；P:0.010％；S：0.002％；Al：0.035％；Nb:0.024％；Cr:0.30％；B:0.0013％；H≤2.0ppm；O≤30ppm；N≤60ppm，其余为Fe及不可避免夹杂，质量分数共计为100％。
4.根据权利要求1所述的低合金高强度耐磨NM400热轧钢带，其特征在于，所述热轧钢带的厚度为度4～8mm。
5.一种低合金高强度耐磨NM400热轧钢带的制造方法，其特征在于，包括：铁水→转炉炼钢→LF精炼→RH脱气→板坯连铸；转炉冶炼采用KR预脱硫铁水，硅铁、锰铁、铌铁、铬铁以及硼铁等进行脱氧合金化，钢水全过程吹氩搅拌；真空度≤2mbar，深真空时间≥20min，过冷度ΔT≤20～40℃。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，轧制工艺为：板坯加热—高压水除鳞—定宽压力机—E1R1粗轧机轧制—E2R2粗轧机轧制—飞剪—高压水除鳞—F1～F7精轧机轧制—加密型层流冷却—卷取—托盘运输***—取样、检验。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，板坯加热温度为1210±20℃；加热时间≥130min；粗轧模式采用1+5或3+3；粗轧末道次开轧温度≤1000℃；中间坯厚度范围为40～55mm；精轧开轧温度920～980℃；精轧终轧温度850～900℃，中间温度550～650℃，卷取温度为100～200℃，冷却速度≥30℃/s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190723 |
|
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