CN114058814A - 一种高硬度均匀性nm400耐磨钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐磨钢技术领域，主要涉及了一种高硬度均匀性NM400耐磨钢及其制备方法，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.80％，Si：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.60％，Mo：0.20～0.50％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；所述耐磨钢的显微组织均为贝氏体和马氏体，解决耐磨钢头中尾的硬度均匀不佳的问题，所述耐磨钢头、中、尾的任意的均值硬度之差在15HBW以内，使耐磨钢具有更优异的硬度均匀性。

Description

一种高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法
技术领域
本发明属于耐磨钢技术领域，主要涉及了一种高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法。
背景技术
高强度耐磨钢是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料，广泛应用于冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个领域中，重点部件包括挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机颚板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板等等，主要用于与矿石、煤炭、煤浆、泥沙以及水泥浆等物料相接触的车辆或设施上，如矿用电动轮自卸车、煤矿刮板运输机、水泥搅拌机、推土机、挖掘机、装载机等。目前，在线淬火工艺具有短流程、绿色化的工艺优势，在生产高强度钢板领域具有较大优势。然而，在线淬火生产耐磨钢由于在线淬火过程中的性能均匀性和波动性，在一定程度上限制了其大规模的推广应用。主要的限制环节在于在线淬火耐磨钢的头、中、尾的硬度波动造成的钢板在服役过程中，局部过度磨耗造成的提前失效，影响了在线淬火工艺的广泛应用。
在线淬火耐磨钢的突出问题在于在轧后冷却过程中，由于入水温度差异，而导致钢板不同部位(头、中、尾)的冷却均匀性问题，而通常在钢板轧制过程中，通常将钢板表面的最高入水温度作为钢板整体入水温度，因此，容易导致忽视一些局部入水温度过低带来的影响。如果由于传热规律的影响，辊道上钢板运动过程中，钢板表面温度易出现低值，而尾部由于开始水冷之前在空气中时间较长导致入水温低，容易导致其表面附近的组织发生高温铁素体转变。而表面铁素体的出现，会大大影响耐磨钢的表面硬度。虽然一般会磨掉耐磨钢表面一定厚度之后进行硬度检测，而如果入水温度低导致铁素体层较厚，会对最终的硬度结果造成较大影响，用户在使用过程中可能造成耐磨钢局部过度磨耗而提前失效，影响用户体验。
专利“一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢NM400的方法”、“一种在线淬火生产薄规格高Ti耐磨钢NM400的方法”和“薄规格耐磨钢板及其制造方法”等，相关方法主要利用在线淬火技术来生产耐磨钢卷板。专利“一种在线淬火生产Nb合金化高强度耐磨钢板的方法”，主要采用加入少量Nb元素来进行细晶强化和析出强化来提高低碳钢的强度和韧性，利用在线淬火来达到NM500的性能水平。
目前上述在线淬火生产耐磨钢的专利方法可以使钢板局部性能符合标准要求，然而忽视了入水温度差异造成表面附近的组织发生高温铁素体转变，影响耐磨钢的表面硬度从而造成耐磨钢头中尾的硬度均匀不佳的问题，没有解决该问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明提供了一种高硬度均匀性NM400耐磨钢及其制备方法以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的技术方案。
一种高硬度均匀性NM400耐磨钢，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.80％，Si：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.60％，Mo：0.20～0.50％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；所述耐磨钢的显微组织均为贝氏体和马氏体。
可选的，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.30％，Mn：1.20～1.50％，Si：0.20～0.40％，Cr：0.30～0.60％，Mo：0.20～0.30％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
可选的，所述耐磨钢板的头部、中部、尾部的硬度差异不大于15HBW。
可选地，所述耐磨钢板母板的头、中、尾部的力学性能均满足：抗拉强度1250～1350MPa，断后伸长率不小于10％，-20℃冲击功不低于20J，表层布氏硬度为HBW370～430。
一种高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，所述方法包括：
将板坯依次经过轧制、预矫直、冷却和回火，获得所述耐磨钢；
进行所述冷却时，所述头部开始入水的温度为790℃～850℃，所述尾部入水温度范围为740℃～850℃。
可选地，所述轧制包括轧前加热，所述轧前加热的温度为1150℃～1240℃，所述轧前加热的时间系数为200～400min/mm；所述轧制的结束温度为930℃～980℃。
可选地，所述预矫直的结束温度为850℃～880℃。
可选地，所述冷却的冷却工艺包括超快冷或层流冷却，所述超快冷和所述层流冷却的冷却方式包括水冷、雾冷和风冷中任一种；所述冷却的终冷温度在150℃以下，所述冷却的冷速不低于20℃/s。
可选地，所述回火的温度为200℃～400℃，所述回火的加热时间系数为1～3min/mm。
可选地，所述板坯在所述回火工艺前或后，进行火切的方式为预热火切。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的耐磨钢，不包含铁素体组织，均为马氏体和贝氏体组织，所述耐磨钢板母板的头、中、尾部的力学性能均满足：抗拉强度1250～1350MPa，断后伸长率不小于10％，-20℃冲击功不低于20J，表层布氏硬度为HBW370～430，且耐磨钢头、中、尾的硬度均值差异在15HBW以内，避免了耐磨钢局部过度磨耗而提前失效，进而可以充分保证耐磨钢具有良好的服役稳定性和安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例1中从左到右分别为头、中、尾的表面金相组织；
图2是本发明对比例1中从左到右分别为头、中、尾的表面金相组织。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种高硬度均匀性NM400耐磨钢，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.80％，Si：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.60％，Mo：0.20～0.50％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；所述耐磨钢的显微组织均为贝氏体和马氏体。
作为一种可选的实施方式，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.30％，Mn：1.20～1.50％，Si：0.20～0.40％，Cr：0.30～0.60％，Mo：0.20～0.30％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；所述耐磨钢的显微组织均为贝氏体和马氏体。
采用低成本的成分体系设计，添加Mn-Si-Cr-Mo-Al-Ti，提高所述耐磨钢的耐磨性及综合力学性能：Cr在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性，提高钢的强度和耐磨性；Mo在钢中能提高淬透性和热强性，保证了钢板的厚度方向均匀性；Ti在低合金钢中能提高塑性和韧性；Mn强烈增加钢的淬透性，保证淬火后获得足够的马氏体；通过添加一定含量的B元素，可以提高钢板的淬透性，保证得到马氏体和贝氏体组织，该合金配比能有效的提高钢板淬火和回火状态的力学性能。同时本发明的工艺与添加的合金元素发生相互作用，共同提高材料的耐磨性和均匀的高硬度。
本发明所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢优点之一是低成本的成分体系设计，添加Mn-Si-Cr-Mo-A1-Ti提高材料的耐磨性及综合力学性能，同时与本专利添加的合金元素发生相互作用，共同提高材料的耐磨性和均匀的高硬度。
各元素在本发明所述的耐磨钢中的作用如下：
碳：本发明中采用相对较高的C含量设计，C为最廉价的提高强度和耐磨性的元素，但高的碳含量容易恶化材料的韧性和可焊性，对材料的耐蚀性也有影响。因此，本发明结合其他合金元素加入量及热处理工艺的技术特点，提出将碳含量质量百分比控制在0.20～0.30％，该质量分数取值过大的的不利影响是导致硬度过高问题，过小的不利影响是导致硬度过低不满足性能要求。
锰：锰为固溶强化元素，同时可提高材料淬透性，在本发明中与C的加入量相互配合，保证钢材的强度指标和耐磨性能；锰添加过多对材料的焊接性能和韧性不利；此外，锰属于合金元素，添加过多不利于合金成本的控制。因此，本发明添加锰质量百分比为1.20～1.50％，该质量分数取值过大的的不利影响是造成耐磨钢的硬度过大，过高的Mn会导致偏析问题，过小的不利影响是淬透性不足导致的强度、硬度不满足硬度要求。
铬：Cr加入钢中显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性；能显著改善钢的抗氧化作用，增加钢的抗腐蚀能力。铬能显著增加钢的淬透性，但也能增加钢的回火脆性倾向。使A3和A1温度升高，GS线向左上方移动，控制铬质量百分比为0.30～0.60％，该质量分数取值过大的的不利影响是导致塑韧性下降，过小的不利影响是淬透性不足导致强度和硬度不合。
钼：Mo可以细化钢的晶粒，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。在工具钢中可提高红硬性。抑制合金钢由于回火脆性，控制钼质量百分比为0.20～0.30％该质量分数取值过大的的不利影响是成本增加同时硬度强度过高，过小的不利影响是无法满足淬透性的要求。
铝：铝为脱氧元素，通过添加一定量的铝改善铸坯质量及夹杂物控制水平。本发明铝质量百分比的范围为0.02～0.04％该质量分数取值过大的的不利影响是导致钢的洁净度下降，过小的不利影响是导致夹杂物水平升高。
钛：钛元素是强析出强化元素在本专利中的主要目的为与N结合，形成TiN，减弱N对材料的韧性的不利影响；TiN或TiC在轧制和热处理中具有细化奥氏体晶粒的作用，同时具有改善焊接热影响区性能的作用。但Ti不宜添加过多，一方面造成合金成本的浪费，同时会对材料的韧性产生不利影响。因此，本专利选择性的添加0.01～0.02wt％的Ti，该质量分数取值过大的的不利影响是导致大尺寸TiN夹杂物的出现，过小的不利影响是无法起到改善焊接热影响区性能的作用。
同时所述耐磨钢不包含铁素体组织，均为马氏体和贝氏体组织，所述耐磨钢板母板的头、中、尾部的力学性能均满足要求，且耐磨钢头、中、尾的硬度均值差异在15HBW以内，避免了耐磨钢局部过度磨耗而提前失效，进而可以充分保证耐磨钢具有良好的服役稳定性和安全性。
作为一种可选的实施方式，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.30％，Mn：1.20～1.50％，Si：0.20～0.40％，Cr：0.30～0.60％，Mo：0.20～0.30％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
耐磨钢头、中、尾的硬度均值差异在15HBW以内，避免了耐磨钢局部过度磨耗而提前失效，进而可以充分保证耐磨钢具有良好的服役稳定性和安全性。耐磨钢板规格在12mm～40mm的原因是考虑到在线淬火的水冷能力在此规格范围内的应用效果较好，取值过大的不利影响是容易导致淬火不充分，取值过小的不利影响是导致不平度较差。
一种高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，所述方法包括：
将板坯依次经过轧制、预矫直、冷却和回火，获得所述耐磨钢；
进行所述冷却时，所述头部开始入水的温度为790℃～850℃，所述尾部入水温度在740℃～850℃。
选择所述头部开始入水的温度为790℃～850℃的原因是保证获得在经历轧制后充分变形而不发生相变的奥氏体组织，温度取值过大的不利影响是，取值过小的不利影响是造成高温铁素体组织出现。
选择尾部入水温度在740℃～850℃的原因是保证尾部组织不发生高温铁素体转变，温度取值过大的不利影响是保证获得在经历轧制后充分变形而不发生相变的奥氏体组织，取值过小的不利影响是造成高温铁素体组织出现。
本发明基于在线淬火工艺进行改进，采用上述化学成分体系，制得的NM400耐磨钢，抗拉强度大于1380MPa，屈服强度大于1220MPa，延伸率13％以上，硬度在HBW380以上，-20℃冲击功大于29J，且耐磨钢头、中、尾的硬度的任意均值之差在15HBW以内。
作为一种可选的实施方式，所述轧制包括轧前加热，所述轧前加热的温度为1150℃～1240℃，所述轧前加热的时间系数为200～400min/mm；所述轧制的结束温度为930℃～980℃。
所述轧制包括粗轧和精轧，所述的精轧结束温度为930℃～980℃，经过再结晶区粗轧和未再结晶区精轧，有利于轧制阶段细化晶粒；所述板坯的结束温度为所述板坯出预矫直机的温度，重点设置的精轧开轧温度和终轧温度高于常规轧制工艺的温度，该工艺方案基于在线淬火工艺，充分考虑到了轧后钢板的头、中、尾在进入水冷前的温度差异，尤其需要保证入水温度较低的尾部位置的钢板温度需要严格高于Ar3，充分保证在入水前钢板的头中尾组织均保证为未转变的奥氏体状态，进而在后续冷却过程中可以保证冷却后组织为全马氏体组织，进而可以保证耐磨钢板的各部位硬度均可满足用户使用要求。
作为一种可选的实施方式，所述板坯进行预矫直的结束温度为850℃～880℃；由于预矫直工艺能够改善轧制之后钢板的头尾翘曲及波浪，但增加预矫直工艺会降低钢板的入水温度，本发明通过工艺调控高终轧温度以弥补预矫直工艺带来的温降影响，使钢板在进入水冷设备之前未发生相变，这样可以利用轧后余热实现淬火效果。
所述板坯进行所述冷却时，头部入水的开始温度为790℃～850℃，所述板坯尾部入水温度在740℃～850℃。
为了保证冷却过程中的冷速大于马氏体转变临界冷速，终冷温度必须保证在Ms点以下，进而保证组织为充分的全马氏体组织来保证达到耐磨钢的硬度要求。
作为一种可选的实施方式，所述耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：将板坯进行加热后，通过除鳞-轧制-预矫直-在线水冷-回火。添加除鳞步骤，除鳞主要是为了在减少表面裂纹，提高焊接性能。
作为一种可选的实施方式，所述板坯进行轧制前加热，所述轧制前加热的温度为1150℃～1240℃，加热时间为200～400min/mm与板厚的乘积。
轧制前加热的温度的作用是通过加热使板坯完全奥氏体化，便于后续的轧制和水冷工艺来进行组织调控，该加热温度过大的的不利影响是易造成奥氏体晶粒异常粗大，过小的不利影响是无法充分奥氏体化或者达到充分均匀化，加热时间过长的不利影响是易导致奥氏体晶粒粗大同时影响生产效率，加热时间过短的不利影响是导致奥氏体化不充分和未能充分均匀化。
作为一种可选的实施方式，所述冷却包括超快冷和/或层流冷却的冷却工艺；
超快冷和/或层流冷却的冷却工艺的作用是通过对钢板的快速冷却获得预期的贝氏体和马氏体组织。
作为一种可选的实施方式，所述冷却工艺包括水冷、雾冷和风冷中任一种，终冷温度在150℃以下，冷速不低于20℃/s。终冷温度和冷速的设置是为了保证冷却过程中的冷速大于马氏体转变临界冷速，终冷温度必须保证在Ms点以下，进而保证组织为充分的全马氏体组织来保证达到耐磨钢的硬度要求。
作为一种可选的实施方式，所述水冷包括在线水冷。在线水冷即在轧后通过在线超快冷(也称直接淬火)，钢板水冷至指定温度，可以不经离线淬火步骤直接交货或者回火后交货。
所述回火的温度为200℃～400℃，所述回火的加热时间系数为1～3min/mm。
耐磨钢的回火既要严格消除钢板的残余应力，同时有利于提高耐磨钢的塑性和韧性水平，进而有利于延长耐磨钢的使用寿命。加热时间为1～3min/mm×板厚可以保证在此时间范围内钢板可均匀达到设定温度并充分保温，可充分释放耐磨钢板的残余应力并有利于碳化物析出，有利于增加耐磨钢的耐磨性和服役稳定性。加热时间过长的的不利影响是降低生产节奏和生产效率，过短的不利影响是不能充分消除内应力。
所述板坯在所述回火工艺前或后，进行火切的方式为预热火切。
由于在线淬火后耐磨钢板的强度较高，钢板的内应力和组织应力较大，为防止直接火切造成的钢板开裂问题，因而须采用预热后对钢板进行火切，对回火工艺前和回火工艺后的耐磨刚均需进行预热火切。
进行所述回火后，所述板坯的组织为回火马氏体组织。
为保证耐磨钢的硬度水平，必须保证钢板组织为马氏体组织，马氏组织硬度较高。
下面将结合实施例和实验数据，对本发明实施例提供进行详细说明。
实施例及对比例制备的NM400耐磨钢
将实施例1～4，及对比例1～2的NM400耐磨钢进行化学组分分析，得到的化学成分按质量百分比如表1所示：
表1实施例1～4及对比例1～2的NM400耐磨钢进行化学组分成分表(余量为Fe及不可避免的杂质元素)。
Figure BDA0003303479370000061
Figure BDA0003303479370000071
实施例1～4的高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，包括以下步骤：将板坯进行加热后，通过粗轧-精轧-预矫直-冷却一回火，获得高硬度均匀性NM400耐磨钢；所述精轧的结束温度为930℃～980℃；在所述预矫直，钢板出预矫直机温度为850℃～880℃，所述在线水冷开始温度为790℃～850℃，所述钢板尾部入水温度须保证在740℃℃以上。所述板坯进行加热的温度采用1150℃～1240℃，加热时间为200～400min/mm。所述在线水冷采用超快冷与层流冷却联动的水冷工艺，终冷温度在150℃以下，冷速不低于20℃/s。所述回火的回火温度在200℃～400℃，加热时间为1～3min/mm与板厚的乘积。在所述冷却采用在线水冷，所述钢板进行火切的方式须为预热火切。在所述回火后，所述耐磨钢为回火马氏体组织。对比例1～2提供了一种常规在线淬火NM400耐磨钢的制备方法，所述方法包括，S1，将连铸获得的板坯进行加热、除鳞、粗轧、精轧，获得钢板；S2，将所述钢板在线水冷和回火后，获得在线淬火耐磨钢。其中，所述的精轧结束温度为800℃～850℃，预矫直机温度为780℃～800℃，在线水冷的最高入水温度为740℃～770℃；回火工艺的回火温度为370℃、400℃，加热时间分别为60min和45min。其他同实施例。具体工艺控制如表2和表3所示。
表2 实施例具体工艺控制参数。
Figure BDA0003303479370000072
表3 实施例与对比例具体工艺控制参数。
Figure BDA0003303479370000073
Figure BDA0003303479370000081
将实施例1到实施例4及对比例1和2所制备的耐磨钢的性能进行检测，结果如表4所示。
表4，NM400耐磨钢的性能进行检测。
Figure BDA0003303479370000082
表1中，通过对相同的实施例1～4及对比例1～2的NM400耐磨钢的化学组分进行测定，在此基础上控制工艺参数，来判断工艺参数对应耐磨钢的力学性能的影响。
表2-3中，对从实施例1～4及对比例1～2进行不同工艺参数的控制，重点设置的精轧开轧温度和终轧温度高于常规轧制工艺的温度，轧后钢板的头、中、尾在进入水冷前的温度差异，尤其是入水温度较低的尾部位置的钢板温度，来最终判断这些工艺参数对应耐磨钢的力学性能的影响。
从表4中数据可知，本申请中4组实施例和2组对比例的耐磨钢性能检测，其抗拉强度、屈服强度、延伸率和-20℃冲击功以及硬度从标准角度来看均合格。
从实施例1-4中数据可知，控制精轧结束温度为930℃～980℃、出预矫直机温度为850℃～880℃、述板坯头部入水的开始温度为790℃～850℃，所述板坯尾部入水温度在740℃～850℃，可以保证耐磨钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率和-20℃冲击功以及硬度。
实施例2的成分和工艺下，耐磨钢性能最优异，抗拉强度为1390Mpa，断后伸长率为13，-20℃冲击功为42J，表层布氏硬度为HBW403，耐磨钢头、中、尾的硬度均值差异在±3HBW之内。满足了耐磨钢头、中、尾的硬度均值差异在15HBW以内的技术内控要求。
从对比例1-2中数据可知，所述的精轧结束温度为800℃～850℃，预矫直机温度为780℃～800℃，在线水冷的最高入水温度为740℃～770℃，其抗拉强度、屈服强度、延伸率和-20℃冲击功合格，但是头、中、尾的硬度的均值之差达到了40HBW和36HBW，硬度不均匀。
总结来说，关于力学性能，实施例的头、中、尾的硬度的均值之差在15HBW以内，该耐磨钢头中尾的硬度均匀，可以满足用户的使用要求。
附图1和附图2的详细说明：
图1中实施例1中的头、中、尾的表面金相组合以马氏体组织为主，还有部分贝氏体，无铁素体，高温铁素体未转变，不影响耐磨钢的表面硬度，耐磨钢的头、中、尾均为马氏体组织，硬度均匀。
图2中对比例1的头部组织中部组织包含少量铁素体，尾部表面位置含有较大比例(5％～15％)的铁素体，该类组织易造成耐磨钢的表面硬度降低、局部软化等严重问题，使耐磨钢的头、中、尾的硬度不均。
综合表4、图1-图2，实施例与对比例的指标相比，实施例的拉伸、冲击等性能基本处于同一水平，同时实施例以马氏体组织为主，还有部分贝氏体，头、中、尾的硬度均匀性保持在较高水平，在保证各项指标合格的前提下，利用本实施例的技术方案生产的耐磨钢头、中、尾的布氏硬度差值控制在15HBW以内，而对比例中包含少量铁素体，耐磨钢头、中、尾的布氏硬度差值较大，硬度不均，具有良好的应用和推广潜力，可以充分满足用户的使用要求，避免由于局部硬度低值造成的质量异议并降低了耐磨钢服役过程的风险。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高硬度均匀性NM400耐磨钢，其特征在于，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.80％，Si：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.60％，Mo：0.20～0.50％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；所述耐磨钢的显微组织均为贝氏体和马氏体。
2.根据权利要求1所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢，其特征在于，所述耐磨钢的化学成分按质量百分比包括：C：0.20～0.30％，Mn：1.20～1.50％，Si：0.20～0.40％，Cr：0.30～0.60％，Mo：0.20～0.30％，Al：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.02％，P：≤0.02％，S：≤0.02％；B：0.0001～0.0025％，其余为Fe及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢，其特征在于，所述耐磨钢板的头部、中部、尾部的硬度差异不大于15HBW。
4.根据权利要求1所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢，其特征在于，所述耐磨钢板母板的头、中、尾部的力学性能均满足：抗拉强度1250～1350MPa，断后伸长率不小于10％，-20℃冲击功不低于20J，表层布氏硬度为HBW370～430。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将板坯依次经过轧制、预矫直、冷却和回火，获得所述耐磨钢；
进行所述冷却时，所述头部开始入水的温度为790℃～850℃，所述尾部入水温度范围为740℃～850℃。
6.根据权利要求5所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢，其特征在于，所述轧制包括轧前加热，所述轧前加热的温度为1150℃～1240℃，所述轧前加热的时间系数为200～400min/mm；所述轧制的结束温度为930℃～980℃。
7.根据权利要求5中所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，所述预矫直的结束温度为850℃～880℃。
8.根据权利要求5中所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述冷却的冷却工艺包括超快冷或层流冷却，所述超快冷和所述层流冷却的冷却方式包括水冷、雾冷和风冷中任一种；所述冷却的终冷温度在150℃以下，所述冷却的冷速不低于20℃/s。
9.根据权利要求5中所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述回火的温度为200℃～400℃，所述回火的加热时间系数为1～3min/mm。
10.根据权利要求5中所述的高硬度均匀性NM400耐磨钢的制备方法，其特征在于，所述回火工艺前或后，对所述板坯进行火切处理的方式为预热火切。
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