CN110760645A

CN110760645A - 一种耐磨钢板的热处理工艺

Info

Publication number: CN110760645A
Application number: CN201911124057.1A
Authority: CN
Inventors: 赵希庆; 姜辉
Original assignee: Yuncheng University
Current assignee: Yuncheng University
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明涉及一种耐磨钢板的热处理工艺，属于热处理工艺技术领域，解决耐磨钢板低温回火热处理周期长、生产效率低的技术问题。解决方案为：耐磨钢板的化学成分及质量百分比如下：C：0.25‑0.30%，Si：0.25‑0.35%，Mn：0.30‑0.50%，S≤0.003%，P≤0.012%，Cr：0.90‑1.10%，Mo：0.18‑0.25%，Ni≤0.40，余其余为Fe及不可避免的杂质。热轧NM450钢板在910℃加热后淬火，淬火返红温度在150~180℃，利用钢板余热实现了自回火，获得了性能合格的NM450钢板。本发明取消了原有的低温回火工序，利用淬火余热实现自回火，代替低温回火，缩短了生产周期，降低了生产成本，且获得的钢板性能满足NM450钢板标准要求。

Description

一种耐磨钢板的热处理工艺

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，具体涉及的是一种耐磨钢板的热处理工艺。

背景技术

耐磨钢通常用于制造工程机械和矿山机械等，传统工艺采用淬火加低温回火工艺，由于回火温度低，而低温下热传导速率较低，通常耐磨钢的回火时间是高温回火钢种的两倍以上。另外，由于该钢种与其他钢种回火温度差别较大，生产中还需要热处理炉进行长时间的升降温，大幅度降低了加热设备的效率，增加了生产成本。

国内针对耐磨钢板的这一问题已经形成多项专利，例如以下3个专利：

专利1，莱芜钢铁股份有限公司，麻衡、周平等申请的公开号为CN102002645A的发明专利，“一种高强度耐磨钢板及其制备方法”，公开了一种耐磨钢的制备方法，该方法采用在线淬火+低温回火的方法，不需要离线加热淬火的步骤，减少了生产工序。该方法仍然需要长时间的低温回火。

专利2，鞍钢股份有限公司，张涛、侯华兴等申请的公开号为CN 105200337 A的发明专利“一种高强度耐磨钢板及其生产方法”，公开了一种耐磨钢板的生产方法，其中对厚度≤50mm的钢板采取在线淬火，并利用余温进行自回火，不需要回火。该方法不需要热处理工序，大大缩短了耐磨钢的生产周期，但是轧态钢板的组织均匀性是低于热处理钢板的。轧态钢板的厚度方向晶粒度一般是表面细小，到芯部逐渐变大，而热处理钢板通过加热过程的再结晶减小了晶粒度的差异；另外，轧态钢板整板面的温度均匀性远低于经热处理炉加热的钢板，因此其微观组织的均匀性也相对差一些。

专利3，南京钢铁股份有限公司，闫强军、姜在伟等申请的公开号为CN 108179350A的发明专利，“一种耐磨钢低成本短周期制备方法”，公开了一种耐磨钢通过淬火加矫直的方法可以获得与淬火加低温回火相当的效果，该方法不需要对耐磨钢进行低温回火，而是通过强力矫直来减轻和消除钢板的内应力。该专利对矫直设备和矫直工艺有较高的要求，且通过矫直消除应力的方法尚不能得到普遍认可。

可见现有耐磨钢板专利存在以下不足：

1、轧制过程中钢板表层和内部的晶粒度差别明显，轧态钢板厚度方向组织均匀性低于热处理钢板；

2、轧态钢板整体温度均匀性远低于热处理钢板，因此其微观组织的均匀性低于热处理钢板。

3、不经过回火，仅通过矫直来解决耐磨钢的淬火应力问题对矫直设备以及矫直工艺均要求较高，且目前尚未得到普遍认可。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服了现有技术的缺点，提供了一种区别于已有工艺的耐磨钢板热处理工艺，取消了原有的低温回火工序，利用淬火余热实现自回火，代替低温回火，缩短了生产周期，降低了生产成本，且获得的钢板性能满足NM450钢板标准要求。

本发明的设计构思为：耐磨钢板升温、保温一段时间后淬火至马氏体转变终止温度（M_f）以下，在完成淬火过程的组织转变之后，钢板保留一定余温，利用余热实现钢板的自回火，而NM450耐磨钢板的回火温度通常在180℃附近，二者温度区间匹配，可以实现余热回火替代回火。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种耐磨钢板的热处理工艺，包括以下步骤：

S1、加热工艺：采用辊底式无氧化热处理炉加热耐磨钢板至910℃，保温10~30min；所述的耐磨钢板的化学成分及质量百分比为：C：0.25-0.30%，Si：0.25-0.35%，Mn：0.30-0.50%，S≤0.003%，P≤0.012%，Cr：0.90-1.10%，Mo：0.18-0.25%，Ni≤0.40，其余为Fe及不可避免的杂质，以上成分经过转炉炼钢、连铸、加热、轧制成15~40mm厚度的耐磨钢板；

S2、热处理工艺：将步骤S1保温处理后的钢板从辊底式无氧化热处理炉中取出，然后淬火至耐磨钢板的马氏体转变终止温度以下，淬火水温为20~30℃，最终钢板返红温度为150~180℃。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、本发明热处理后耐磨钢板的金相组织为马氏体和少量残余奥氏体，力学性能指标为：抗拉强度≥1250MPa，延伸率≥7%，-20℃纵向冲击功≥24J，硬度（HBW）为420~480。

2、本发明与现有技术相比，利用淬火保留的一定余温进行热处理的工艺，通过控制淬火返红温度，取消了耐磨钢原有的低温回火工序，在性能上完全达到GB/T 24186-2009工程机械用高强度耐磨钢板中NM450标准，大大缩短了生产周期，降低生产成本。

附图说明

图1为实施例1的金相照片；

图2为实施例1的SEM微观组织照片；

图3为实施例2的金相照片；

图4为实施例2的SEM微观组织照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例1是一种耐磨钢热处理工艺。本实施例1中耐磨钢板的化学成分及质量百分比如下：C：0.28%，Si：0.31%，Mn：0.36%，S：0.001%，P：0.010%，Cr：1.00%，Mo：0.36%，Ni：0.35，其余为Fe及不可避免的杂质和杂质。

以上成分的原料经过转炉炼钢、连铸、加热、轧制成30mm厚度的钢板，之后进行热处理，热处理加热工艺：采用辊底式无氧化热处理炉加热至910℃，保温时间20min。

淬火冷却参数：淬火至耐磨钢板返红温度为150℃，淬火水温为25℃。

本实施例1热处理后所得钢板，其金相照片如图1所示，SEM微观组织照片如图2所示，按照相关国家标准进行性能检测，结果见表1。

表1. 实施例1的耐磨钢板的性能

实施例2

本实施例2是一种耐磨钢热处理工艺。本实施例2中耐磨钢班的化学成分及质量百分比如下：C：0.28%，Si：0.31%，Mn：0.36%，S：0.001%，P：0.010%，Cr：1.00%，Mo：0.36%，Ni：0.35，其余为Fe及不可避免的杂质和杂质。

以上成分的原料经过转炉炼钢、连铸、加热、轧制成20mm厚度的钢板，之后进行热处理，热处理加热工艺：采用辊底式无氧化热处理炉加热至910℃，保温时间10min。

淬火冷却参数：淬火至钢板返红温度为175℃，淬火水温23℃。

本实施例2热处理后所得钢板，其金相照片如图3所示，SEM微观组织照片如图4所示，按照相关国家标准进行性能检测，结果见表2。

表2. 实施例2的耐磨钢板的性能

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种耐磨钢板的热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：

S1、加热工艺：采用辊底式无氧化热处理炉加热耐磨钢板至910℃，保温10~30min；所述的耐磨钢板的化学成分及质量百分比为：C：0.25-0.30%，Si：0.25-0.35%，Mn：0.30-0.50%，S≤0.003%，P≤0.012%，Cr：0.90-1.10%，Mo：0.18-0.25%，Ni≤0.40，其余为Fe及不可避免的杂质；

S2、热处理工艺：步骤S1保温处理的钢板出炉后，淬火至耐磨钢板的马氏体转变终止温度以下，淬火水温为20~30℃，最终钢板返红温度为150 ~180℃。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨钢板的热处理工艺，其特征在于：所述耐磨钢板的厚度为15~40mm。