CN112267073A - 具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法 - Google Patents

具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，其特征在于，所述钢板中，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.10‑0.24％，Si：0.10‑0.60％，Mn：0.60‑1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60‑1.20％，Ni：0.20‑0.45％，Mo：0.05‑0.80％，Sb：0.06‑0.12％，Sn：0.02‑0.10％，Als：0.02‑0.06％，B：0.0008‑0.005％，Ca：0.0015‑0.0040％，其中Ca/S≥1，其余为Fe及不可避免的杂质元素。钢板中组织主要为板条马氏体，具有碳当量低、焊接性能优异和低温韧性优良等特征，可广泛应用于磨损过程中伴随腐蚀的工况环境的零部件制造，如垃圾储运、造纸和化工、煤炭采运、矿沙输送等。

Description

具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备 方法
技术领域
本发明属于耐磨钢及其制备技术领域，具体涉及一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法。
背景技术
耐磨钢板是工程机械、矿山机械、冶金机械和化工装备等制造的重要原材料。该类设备应用时其耐磨部件通常会与物料直接接触，从而产生磨损失效。而在耐磨部件接触的物料中，除了少部分干物料外，大部分物料处于湿润的腐蚀状态，从而给耐磨部件造成腐蚀损伤。严重时，耐磨部件会因腐蚀而造成失效而使得制造的装备过早产生报废。此外，在耐磨部件在磨损过程中存在腐蚀时，腐蚀会加快磨损，磨损也会加快腐蚀，二者的叠加会进一步加速零部件的失效，从而造成严重的损失。在现有低合金耐磨钢板中，基本都只考虑了钢板的耐磨性能，而对于耐腐蚀性能却很少考虑，从而使得钢板在腐蚀工况尤其是高酸或者高碱性工况时耐磨性能极差。而在垃圾储运、煤炭采运、造纸和化工、矿沙输送等装备运行的过程中，通常会存在严重的腐蚀和磨损，因此，很有必要在考虑材料磨损的同时，增加材料的抗腐蚀性能，以此提高材料的抗腐蚀磨损性能。
现有技术的耐磨钢板中，考虑抗腐蚀磨损时，常常伴随着合金含量添加极高以及制备工艺苛刻等难题，较高的合金含量，使得钢板的碳当量极高、焊接性能较差。公开号为CN 111575581 A的发明专利给出了一种耐酸腐蚀的马氏体耐磨钢板及其制造方法，但其添加的Cr元素、Ni 元素含量极高，其中要求Cr元素的质量分数大于0.90％，Ni元素的质量分数大于0.50％。该元素配比致使碳当量极高、后续焊接困难。同时，该发明的方案中必须同时添加Cu元素，增加了连铸控制难度，铸坯和后续钢板表面极易出现裂纹。此外，该发明专利添加了较高的Si元素，使得连铸坯在加热时极易出现氧化铁皮，从而给除磷和钢板表面质量控制带来困难。
因此，亟需一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了克服现有技术的不足，解决现有技术中的抗腐蚀耐磨损钢板中合金含量添加极高以及制备工艺苛刻等难题，使得钢板的碳当量极高、焊接性能较差的问题，本发明提供了一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。另一方面，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明还提供一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，其化学成分按质量百分比计包括：C：0.10-0.24％，Si：0.10-0.60％，Mn：0.60-1.00％， P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60-1.20％，Ni：0.20-0.45％，Mo：0.05-0.80％， Sb：0.06-0.12％，Sn：0.02-0.10％，Als：0.02-0.06％，B：0.0008-0.005％， Ca：0.0015-0.0040％，其中Ca/S≥1；
其余为Fe及不可避免的杂质元素；
钢板中碳当量的范围为：0.34≤CEV≤0.60，其中，碳当量 CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；
钢板中，0.50≤Crsol+2.5Mosol≤3.0，其中Crsol表示钢中固溶Cr的质量百分数，Mosol表示钢中固溶Mo的质量百分数。
如上所述的耐腐蚀磨损钢板，优选地，钢板中，按照化学成分以质量百分比计，还包含以下元素中的一种或几种：Nb：0.00-0.06％，V：0.00-0.06％，Ti：0.00-0.06％，Cu：0.00-0.50％。
如上所述的耐腐蚀磨损钢板，优选地，钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥95％。
如上所述的耐腐蚀磨损钢板，优选地，钢板的布氏硬度为 350HBW-480HBW，在-40℃下的冲击韧性≥40J。
本发明还提供一种上述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法，包括如下步骤：
先进行合金配料，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.10-0.24％， Si：0.10-0.60％，Mn：0.60-1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60-1.20％， Ni：0.20-0.45％，Mo：0.05-0.80％，Sb：0.06-0.12％，Sn：0.02-0.10％， Als：0.02-0.06％，B：0.0008-0.005％，Ca：0.0015-0.0040％，其中Ca/S ≥1，其余为Fe及不可避免的杂质元素；
还包括以下元素中的一种或几种：Nb：0.00～0.06％，V：0.00～0.06％， Ti：0.00～0.06％，Cu：0.00～0.50％；
然后将上述合金配料依次进行冶炼，炉外精炼，连铸，铸坯加热，轧制，轧后冷却，淬火以及回火。
如上所述的制备方法，优选地，铸坯加热步骤中，加热温度为1160℃ -1250℃；
轧制步骤中，开轧温度≤1150℃，终轧温度≥820℃，道次压下率≥ 10％。
如上所述的制备方法，优选地，轧制步骤分为粗轧和精轧两阶段，其中粗轧阶段的开轧温度为1100℃-1150℃，终轧温度为1020℃-1060℃；精轧阶段的开轧温度为880℃-920℃，终轧温度为820℃-840℃。
如上所述的制备方法，优选地，对轧制后的钢板进行在线淬火或者离线淬火。
如上所述的制备方法，优选地，在线淬火的淬火终冷温度≤250℃，在线淬火冷速≥10℃/s；回火温度≤250℃；
离线淬火的淬火温度为860℃-930℃，回火温度≤250℃。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明通过钢板中各个元素的含量控制以及结合热处理工艺，提供了一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，钢板中的组织主要为板条马氏体，硬度在350-480HBW，-40℃低温冲击功≥40J，具有碳当量低、焊接性能优异和低温韧性优良等特征。
并且，本发明的抗腐蚀耐磨损钢板的制备方法简单，包括冶炼、连铸、轧制、淬火、回火工序等，可广泛应用于垃圾储运、造纸和化工、矿沙输送、煤炭采运等装备的制造。
附图说明
图1是本发明中实施例1的钢板显微组织图。
具体实施例
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明实施例提供一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，其化学成分按质量百分比计包括：C：0.10-0.24％，Si：0.10-0.60％， Mn：0.60-1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60-1.20％，Ni：0.20-0.45％， Mo：0.05-0.80％，Sb：0.06-0.12％，Sn：0.02-0.10％，Als：0.02-0.06％， B：0.0008-0.005％，Ca：0.0015-0.0040％，其中Ca元素和S元素的质量比≥1。
其余为Fe及不可避免的杂质元素。
钢板中碳当量的范围为：0.34≤CEV≤0.60，其中，碳当量 CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。其中，CEV代表钢板中的碳当量，C代表钢板中C元素的质量百分比，Mn代表钢板中Mn元素的质量百分比，Cr代表钢板中Cr元素的质量百分比，Mo代表钢板中Mo元素的质量百分比，V代表钢板中V元素的质量百分比，Cu代表钢板中Cu 元素的质量百分比，Ni代表钢板中Ni元素的质量百分比。所述钢板中， 0.50≤Crsol+2.5Mosol≤3.0，其中Crsol表示钢中固溶Cr的质量百分数，Mosol表示钢中固溶Mo的质量百分数。钢板中固溶Cr以及固溶Mo的含量直接影响钢板的耐腐蚀性能，若钢板中固溶Cr以及固溶Mo过低，则耐腐蚀性能会较差。因此需要控制钢板中固溶Cr以及固溶Mo的含量在0.50 ≤Crsol+2.5Mosol≤3.0的范围，以保证钢板的耐腐蚀性能。
该钢板中，各元素组分在本发明中的作用为：
C：C元素是耐磨钢的主要构成元素之一，可以起到强烈的固溶强化作用，以提高钢的硬度、强度及耐磨性。但随着C元素的增加，钢材的韧性和焊接性能会随之下降。因此，需要合理控制耐磨钢中的C元素的含量，在获得高强度、高硬度的同时也保证钢板的韧性、焊接性能以及折弯成型性能。C元素的含量若低于0.10％，钢材的硬度、强度及耐磨性无法得到保证，若高于0.24％，则钢材的韧性和焊接性能会随之下降，因此，在本实施例中，C元素的含量优选控制为0.10～0.24％之间。
Si：Si元素固溶在铁素体和奥氏体中，用于提高它们的硬度和强度。然而Si含量过高会导致钢的韧性急剧下降。同时，考虑到Si元素与O元素的亲和力优于Fe元素，焊接时容易产生低熔点的硅酸盐，增加了熔渣和熔化金属的流动性，影响焊缝质量，因此Si含量不易过多。此外，在钢板加入较多的Si元素容易引起钢板热轧过程中的氧化，不利于钢板表面质量的控制。Si元素的含量若低于0.10％，钢材的硬度和强度不足，若高于0.60％，则钢材的韧性急剧下降，因此，在本实施例中，Si元素的含量优选控制在0.10～0.60％之间。
Mn：Mn元素能够强烈增加钢的淬透性，降低马氏体转变温度和钢的临界冷却速度。但使，当钢板中的Mn元素含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的力学性能。此外，较高Mn元素带来的偏析，会对后续腐蚀磨损起着强烈的不利作用。Mn元素的含量若低于0.60％，则无法降低马氏体转变温度和钢的临界冷却速度，若高于1.00％，则容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的力学性能，因此，本实施例中Mn元素的含量优选控制在0.60-1.00％之间。
S：在耐磨钢中，因S元素容易与Mn元素生成条状的硫化锰夹杂，而硫化锰可进入溶渣，并被带入钢坯和后续钢板中，对钢板的韧塑性、腐蚀性能产生极大的负面作用。因此，在本实施例中，需要严格控制S 元素含量。本实施例中S元素的含量优选控制在0.003％以下。
P：P元素在奥氏体中的溶解度很小，通常是和Fe元素、Mn元素等产生共晶磷化物，且在晶界析出。P元素容易引起材料的热裂，降低材料的机械性能并对钢板的耐磨性有一定的损害，严重时甚至会在工作中断裂。此外，P元素还具有促进Fe元素、C元素偏析的作用，因次应尽量降低钢板中P元素的含量。本实施例中，P元素的含量优选控制在0.012％以下。
Cr：Cr元素是目前在耐磨钢中运用较多的重要元素，可以显著提高耐磨钢的淬透性，降低钢板中马氏体的转变温度和临界冷却转变速度。同时，Cr元素还在抗腐蚀方面有明显作用，尤其是在酸性环境下，一定的Cr含量可以大幅度的增加其抗酸腐蚀性能。本实施例主要通过增加Cr 元素含量来提高钢板最终的抗腐蚀性能。在钢板的生产过程中，经淬火处理后，Cr元素会大部分溶入耐磨钢的奥氏体中，提高了耐磨钢的稳定性、屈服强度和抗腐蚀性能，同时也加快了碳化物在冷却时的析出，且 Cr元素通常会在晶界上进行连续网状分布，也降低了钢的延伸率及冲击韧性。在对铸坯进行重新加热时，Cr元素溶入奥氏体相对较难，因而不易得到单相的奥氏体。此时，应将淬火加热的温度在常规耐磨钢基础上再提高20-50℃。本实施例中，Cr元素的含量优选控制为0.60-1.20％。
Nb、V、Ti：Nb元素、V元素、Ti元素是强碳化合物形成元素，在热轧时，碳化物的应变诱导析出，有助于细化形变奥氏体的相变产物，提高钢的强度和韧性。但如果Nb元素、V元素、Ti元素的加入量过多，碳化物会迅速粗化长大，进而影响钢板的韧性。本实施例处于微合金化影响的考虑，Nb、V、Ti可以选择性地添加一种或几种，其含量优选控制为：Nb元素怒：0.00-0.06％，V元素：0.00-0.06％，Ti元素：0.00-0.06％。
Cu：钢板中少量的Cu元素的加入可以提高低合金结构钢和钢板的抗大气腐蚀性能，与P元素配合使用时效果更为显著。同时，添加Cu元素还可以略微提高钢板的高温抗氧化性能，改善钢液的流动性。但是，当 Cu元素添加量较高时，钢坯在连铸时表面容易产生裂纹，并且钢板在热加工时容易开裂。因此，在本实施例中，Cu元素的含量优选控制在 0.00-0.50％之间。
B：微量的B元素可显著的提高钢板的淬透性。B元素吸附于奥氏体晶界上，能够降低晶间能量，抑制铁素体形成并强化晶界，从而提高钢的抗蠕变性能与持久强度。但B元素含量较高时，B元素与钢中残余氮、氧化合形成稳定的夹杂物，对钢板的性能有恶化作用。因此，本实施例中B元素含量优选控制在0.0008-0.005％之间。
具体地，钢板中，按照化学成分以质量百分比计，还包含以下元素中的一种或几种：Nb：0.00-0.06％，V：0.00-0.06％，Ti：0.00-0.06％， Cu：0.00-0.50％。
具体地，钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥95％。
具体地，钢板的布氏硬度为350HBW-480HBW，在-40℃下的冲击韧性≥40J。
钢中决定强度以及可焊接性的因素主要是碳含量以及碳当量，钢中碳当量值越高，其焊接性会越差。当碳当量值小于0.6(代表百分含量) 时，钢板的冷裂纹的敏感性相对较小，焊接时采取的预热、后热及用低氢型焊接材料施焊等一系列工艺措施将会减少甚至是取消，为后续获得优异的焊接性能提供了保证。
固溶Cr以及固溶Mo的含量直接影响钢板的耐腐蚀性能，若钢板中固溶Cr以及固溶Mo过低，则耐腐蚀性能会较差。因此需要控制钢板中固溶Cr以及固溶Mo的含量在0.50≤Crsol+2.5Mosol≤3.0的范围，以保钢板磨损过程中优异的耐腐蚀性能。
本实施例通过钢板中各个元素的含量控制以及结合热处理工艺，提供了一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，该钢板具有碳当量低、焊接性能优异和低温韧性优良等特征。此外，钢板的制备方法简单，包括冶炼、连铸、轧制、淬火、回火工序等，可广泛应用于垃圾储运、造纸和化工、矿沙输送、煤炭采运等装备的制造。
实施例1
本实施例提供一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法。
钢板中化学成分按质量百分比计包含：C：0.16％，Si：0.25％，Mn： 0.82％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：1.02％，Ni：0.32％，Mo：0.25％， Sb：0.11％，Sn：0.02％，Als：0.042％，B：0.0012％，Ca：0.0015％，Nb： 0.022％，Ti：0.010％，Cu：0.32％，其中Ca元素与S元素的质量比大于 5，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
上述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法包括如下步骤：
先进行合金配料，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.16％， Si：0.25％，Mn：0.82％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：1.02％，Ni：0.32％， Mo：0.25％，Sb：0.11％，Sn：0.02％，Als：0.042％，B：0.0012％，Ca： 0.0015％，Nb：0.022％，Ti：0.010％，Cu：0.32％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
将上述比例的合金配料在转炉或电炉中冶炼成钢水，将钢水连铸或模铸成钢坯，钢坯厚度为220mm。在热轧制前，将连铸过程中获得的钢坯加热至1160℃，然后再对铸坯加热轧制。热轧制分为两阶段，分别为粗轧制阶段以及精轧制阶段。其中粗轧制阶段的开轧温度为1140℃，终轧温度为1030℃；精轧阶段的开轧温度为880℃，终轧温度为840℃，轧制过程中的道次压下率为12％。钢坯热轧后，空冷至室温。然后进行离线淬火以及回火。离线淬火温度为910℃，回火温度为220℃，得到具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数大于95％。
上述钢板的拉伸强度为1320MPa，延伸率为15.7％，硬度为423HBW，在-40℃下的冲击韧性为65J。
本实施例制备得到的抗腐蚀磨损耐磨钢板的显微组织如图1所示，可以看出，钢板的原始奥氏体晶粒细小，板条马氏体含量为99％。
碳素钢中决定强度以及可焊接性的因素主要是碳含量也就是碳当量，钢板中碳当量值越高，其焊接性会越差。本实施例中，碳当量值为0.59 (代表百分含量)，钢板的冷裂纹的敏感性较小。
通过本实施例的元素配比和热处理工艺，钢板中的碳当量小于0.60，控制在较低范围，钢板焊接性能得到提升。
实施例2
本实施例提供另一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法。
钢板中化学成分按质量百分比计包括：C：0.10％，Si：0.22％，Mn： 1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.98％，Ni：0.20％，Mo：0.35％， Sb：0.10％，Sn：0.04％，Als：0.032％，B：0.0014％，Ca：0.0016％，Nb： 0.025％，Ti：0.012％，其中Ca元素与S元素的质量比大于5，其余为Fe 及不可避免的杂质元素。
上述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法包括如下步骤：
先进行合金配料，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.10％， Si：0.22％，Mn：1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.98％，Ni：0.20％， Mo：0.35％，Sb：0.10％，Sn：0.04％，Als：0.032％，B：0.0014％，Ca： 0.0016％，Nb：0.025％，Ti：0.012％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
将上述比例的合金配料在转炉或电炉中冶炼成钢水，将钢水连铸或模铸成钢坯，钢坯厚度为260mm。在热轧制前，将连铸过程中获得的钢坯加热至1180℃，然后再对铸坯加热轧制。热轧制分为两阶段，分别为粗轧制阶段以及精轧制阶段。其中粗轧制阶段的开轧温度为1150℃，终轧温度为1060℃；精轧阶段的开轧温度为900℃，终轧温度为840℃，轧制过程中的道次压下率为10％。钢坯热轧后，空冷至室温。然后进行离线淬火以及回火。离线淬火温度为920℃，回火温度为200℃，得到具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数大于95％。通过本实施例的元素配比和热处理工艺，钢板中的碳当量为0.546。
上述钢板的拉伸强度为1180MPa，延伸率为17.4％，硬度为372HBW，在-40℃下的冲击韧性为121J。
实施例3
本实施例提供再一种前述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法。
钢板中化学成分按质量百分比计包括：C：0.24％，Si：0.10％，Mn： 0.60％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60％，Ni：1.25％，Mo：0.05％， Sb：0.08％，Sn：0.06％，Als：0.042％，B：0.0014％，Ca：0.0018％，V： 0.038％，Ti：0.012％，Cu：0.22％，其中Ca元素与S元素的质量比大于 3，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
上述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法包括如下步骤：
先进行合金配料，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.24％， Si：0.10％，Mn：0.60％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60％，Ni：1.25％， Mo：0.05％，Sb：0.08％，Sn：0.06％，Als：0.042％，B：0.0014％，Ca： 0.0018％，V：0.038％，Ti：0.012％，Cu：0.22％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
将上述比例的合金配料在转炉或电炉中冶炼成钢水，将钢水连铸或模铸成钢坯，钢坯厚度为150mm。在热轧制前，将连铸过程中获得的钢坯加热至1200℃，然后再对铸坯加热轧制。热轧制分为两阶段，分别为粗轧制阶段以及精轧制阶段。其中粗轧制阶段的开轧温度为1120℃，终轧温度为1030℃；精轧阶段的开轧温度为880℃，终轧温度为820℃，轧制过程中的道次压下率为15％。钢坯热轧后，空冷至室温。然后进行离线淬火以及回火。离线淬火温度为930℃，回火温度为250℃，得到具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数大于95％。通过本实施例的元素配比和热处理工艺，钢板中的碳当量为0.575。
上述钢板的拉伸强度为1540MPa，延伸率为12.5％，硬度为476HBW，在-40℃下的冲击韧性为78J。
实施例4
本实施例提供又一种前述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法。
钢板中化学成分按质量百分比计包括：C：0.18％，Si：0.60％，Mn： 0.85％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.85％，Ni：0.32％，Mo：0.25％， Sb：0.11％，Sn：0.03％，Als：0.042％，B：0.0014％，Ca：0.0025％，Nb： 0.02％，Ti：0.012％，其中Ca元素与S元素的质量比大于5，其余为Fe 及不可避免的杂质元素。
上述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法包括如下步骤：
先进行合金配料，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.18％， Si：0.60％，Mn：0.85％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.85％，Ni：0.32％， Mo：0.25％，Sb：0.11％，Sn：0.03％，Als：0.042％，B：0.0014％，Ca： 0.0025％，Nb：0.02％，Ti：0.012％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
将上述比例的合金配料在转炉或电炉中冶炼成钢水，将钢水连铸或模铸成钢坯，钢坯厚度为260mm。在热轧制前，将连铸过程中获得的钢坯加热至1230℃，然后再对铸坯加热轧制。热轧制分为两阶段，分别为粗轧制阶段以及精轧制阶段。其中粗轧制阶段的开轧温度为1150℃，终轧温度为1100℃；精轧阶段的开轧温度为1020℃，精轧开轧温度为920℃，终轧温度为830℃。钢坯热轧后线淬火至室温，在线淬火冷速为12℃/s。然后进行离线回火，回火温度为220℃，得到具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥95％。通过本实施例的元素配比和热处理工艺，钢板中的碳当量为0.563。
上述钢板的拉伸强度为1420MPa，延伸率为13.4％，硬度为448HBW，在-40℃下的冲击韧性为68J。
实施例5
本实施例提供另一种前述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板及其制备方法。
钢板中化学成分按质量百分比计包括：C：0.14％，Si：0.28％，Mn： 0.85％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：1.20％，Ni：0.28％，Mo：0.32％， Sb：0.06％，Sn：0.02％，Als：0.045％，B：0.0012％，Ca：0.0015％，Nb： 0.028％，V：0.028％，Ti：0.013％，其中Ca元素与S元素的质量比大于 5，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
上述具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法包括如下步骤：
先进行合金配料，按照化学成分以质量百分比计包含：C：0.14％， Si：0.28％，Mn：0.85％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：1.20％，Ni：0.28％， Mo：0.32％，Sb：0.06％，Sn：0.02％，Als：0.045％，B：0.0012％，Ca： 0.0015％，Nb：0.028％，V：0.028％，Ti：0.013％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
将上述比例的合金配料在转炉或电炉中冶炼成钢水，将钢水连铸或模铸成钢坯，钢坯厚度为220mm。在热轧制前，将连铸过程中获得的钢坯加热至1250℃，然后再对铸坯加热轧制。热轧制分为两阶段，分别为粗轧制阶段以及精轧制阶段。其中粗轧制阶段的开轧温度为1100℃，终轧温度为1020℃；精轧阶段的开轧温度为880℃，终轧温度为840℃。钢坯热轧后，空冷至室温。然后进行离线淬火以及回火。离线淬火温度为 930℃，回火温度为200℃，得到具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板。
上述方法制备得到的钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥95％。通过本实施例的元素配比和热处理工艺，钢板中的碳当量为0.59。
上述钢板的拉伸强度为1285MPa，延伸率为12.8％，硬度为408HBW，在-40℃下的冲击韧性为95J。
上述实施例制备的钢板的力学性能对比结果参见表1。
表1实施例和对比例钢板的力学性能对比结果
Figure BDA0002712833160000131
综上，本发明通过钢板中各个元素的含量控制以及结合热处理工艺，提供了一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，该钢板具有碳当量低、焊接性能优异和低温韧性优良等特征。此外，钢板的制备方法简单，包括冶炼、连铸、轧制、淬火、回火工序等，可广泛应用于垃圾储运、造纸和化工、矿沙输送、煤炭采运等装备的制造。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板，其特征在于，其化学成分按质量百分比计包括：C：0.10-0.24％，Si：0.10-0.60％，Mn：0.60-1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60-1.20％，Ni：0.20-0.45％，Mo：0.05-0.80％，Sb：0.06-0.12％，Sn：0.02-0.10％，Als：0.02-0.06％，B：0.0008-0.005％，Ca：0.0015-0.0040％，其中Ca/S≥1；
其余为Fe及不可避免的杂质元素；
所述钢板中碳当量的范围为：0.34≤CEV≤0.60，其中，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；
所述钢板中，0.50≤Crsol+2.5Mosol≤3.0，其中Crsol表示钢中固溶Cr的质量百分数，Mosol表示钢中固溶Mo的质量百分数。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀磨损钢板，其特征在于，
所述钢板中，按照化学成分以质量百分比计，还包含以下元素中的一种或几种：Nb：0.00-0.06％，V：0.00-0.06％，Ti：0.00-0.06％，Cu：0.00-0.50％。
3.根据权利要求2所述的耐腐蚀磨损钢板，其特征在于，所述钢板中，板条马氏体组织的体积分数≥95％。
4.根据权利要求2所述的耐腐蚀磨损钢板，其特征在于，所述钢板的布氏硬度为350HBW-480HBW，在-40℃下的冲击韧性≥40J。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的具有优异低温韧性和焊接性能的耐腐蚀磨损钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
先进行合金配料，其化学成分按质量百分比计包含：C：0.10-0.24％，Si：0.10-0.60％，Mn：0.60-1.00％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.60-1.20％，Ni：0.20-0.45％，Mo：0.05-0.80％，Sb：0.06-0.12％，Sn：0.02-0.10％，Als：0.02-0.06％，B：0.0008-0.005％，Ca：0.0015-0.0040％，其中Ca/S≥1，其余为Fe及不可避免的杂质元素；
还包括以下元素中的一种或几种：Nb：0.00～0.06％，V：0.00～0.06％，Ti：0.00～0.06％，Cu：0.00～0.50％；
然后将上述合金配料依次进行冶炼，炉外精炼，连铸，铸坯加热，轧制，轧后冷却，淬火以及回火。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，铸坯加热步骤中，加热温度为1160℃-1250℃；
轧制步骤中，开轧温度≤1150℃，终轧温度≥820℃，道次压下率≥10％。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，轧制步骤分为粗轧和精轧两阶段，其中粗轧阶段的开轧温度为1100℃-1150℃，终轧温度为1020℃-1060℃；精轧阶段的开轧温度为880℃-920℃，终轧温度为820℃-840℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，对轧制后的钢板进行在线淬火或者离线淬火。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在线淬火的淬火终冷温度≤250℃，在线淬火冷速≥10℃/s；回火温度≤250℃；
离线淬火的淬火温度为860℃-930℃，回火温度≤250℃。
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