CN114395729A - Nm450级无需淬火热处理的耐磨钢板及其生产方法 - Google Patents

Nm450级无需淬火热处理的耐磨钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板及其生产方法，属于冶金技术领域。耐磨钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.28～0.33%、Mn：1.80～2.40%、Si：0.90～1.20%、S≤0.015%、P≤0.020%、Mo：0.35～0.50%、Nb：0.030～0.050%、Ti：0.020～0.050%、B：0.0005～0.0025%、Al：0.005～0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序。本发明所得耐磨钢板的硬度为435～465HBW，具有生产方法简单，成本低，生产效率高，硬度均匀性好的优点。

Description

NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板及其生产方法。
背景技术
耐磨钢是一种用于磨损工况下的钢铁材料，如推土机、挖掘机、抓斗以及各类输料、堆取料机等冶金矿山机械。使用环境较为恶劣，这就要求材料具有较高的硬度，耐磨性好。GB/T 24186-2009标准中给出了一系列耐磨钢板的牌号，目前工程应用最广泛的级别是NM450，硬度要求420～480HBW。
鉴于材料的高硬度要求，常规NM450耐磨钢板产品一般都是采用淬火态或者淬火加回火状态交货，该生产方式交货周期长，能源消耗大，生产成本高，而且经过淬火，钢板硬度范围较大，均匀性较差。
因此，为了降低生产成本，降低能源消耗，提高钢板硬度均匀性，开发一种无须淬火热处理的NM450级别耐磨钢板具有重要的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板，同时本发明还提供了一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法。该发明无需淬火热处理，缩短了交货周期，能源消耗小，生产成本较低。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板，所述耐磨钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.28～0.33%、Mn：1.80～2.40%、Si：0.90～1.20%、S≤0.015%、P≤0.020%、Mo：0.35～0.50%、Nb：0.030～0.050%、Ti：0.020～0.050%、B：0.0005～0.0025%、Al：0.005～0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述耐磨钢板的厚度为8～80mm。
本发明所述耐磨钢板的布氏硬度为435～465HBW；抗拉强度Rm≥1250MPa，断后伸长率≥7%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量≥24J。
本发明还提供了一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序；所述中温回火热处理工序，热处理保温温度为340～380℃，保温时间为40～400min，钢板回火热处理后在空气中自然冷却。
本发明所述轧制工序，高压水除鳞，除鳞水压力18～22MPa，终轧温度820～900℃。
本发明所述轧制工序，轧制后钢板在空气中冷却至≤300℃后剪切分段进行热处理。
本发明所述转炉冶炼工序，入转炉铁水S≤0.050%。
本发明所述LF炉精炼、RH炉真空精炼工序，经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.28～0.33%、Mn：1.80～2.40%、Si：0.90～1.20%、S≤0.015%、P≤0.020%、Mo：0.35～0.50%、Nb：0.030～0.050%、Ti：0.020～0.050%、B：0.0005～0.0025%、Al：0.005～0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述连铸工序，连铸坯厚度为200～350mm。
本发明所述加热工序，连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1150～1260℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 1、本发明化学成分设计简单，未采用Cr、Ni元素，但淬透性良好，可以获得硬度较高的耐磨钢板。2、本发明轧制工序简单，轧后不采用水冷，直接在空气中冷却。3、本发明热处理工序不采用淬火热处理，而直接采用中温回火工艺，有效地降低了生产成本，提高了生产效率，提升了钢板硬度均匀性。4、本发明耐磨钢板的厚度为8～80mm，布氏硬度为435～465HBW，具有生产方法简单，成本低，生产效率高，硬度均匀性好的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为8mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.050%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为200mm，规格为200×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1260℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力18MPa，终轧温度820℃，轧制后钢板在空气中冷却至300℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为380℃，保温时间为40min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为465HBW、460 HBW、462HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1300MPa，断后伸长率8.2%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为52J、47J和60J。
实施例2
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为80mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.042%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为350mm，规格为350×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1150℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力22MPa，终轧温度900℃，轧制后钢板在空气中冷却至200℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为340℃，保温时间为400min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为448HBW、453 HBW、435HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1250MPa，断后伸长率10.8%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为24J、28J和32J。
实施例3
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为40mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.028%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为250mm，规格为250×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1200℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力20MPa，终轧温度850℃，轧制后钢板在空气中冷却至260℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为350℃，保温时间为200min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为448HBW、463 HBW、458HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1350MPa，断后伸长率8.8%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为38J、47J和40J。
实施例4
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.035%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为200mm，规格为200×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1180℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力19MPa，终轧温度830℃，轧制后钢板在空气中冷却至200℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为370℃，保温时间为90min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为464HBW、453 HBW、460HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1480MPa，断后伸长率7.0%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为24J、36J和30J。
实施例5
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为60mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.025%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为300mm，规格为300×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1220℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力20MPa，终轧温度870℃，轧制后钢板在空气中冷却至240℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为360℃，保温时间为210min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为438HBW、443 HBW、458HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1350MPa，断后伸长率8.6%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为50J、46J和55J。
实施例6
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为34mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.037%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为280mm，规格为280×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1210℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力18MPa，终轧温度890℃，轧制后钢板在空气中冷却至280℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为355℃，保温时间为70min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为448HBW、463 HBW、448HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1520MPa，断后伸长率7.5%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为63J、57J和64J。
实施例7
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为56mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.045%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为250mm，规格为250×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1250℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力20MPa，终轧温度845℃，轧制后钢板在空气中冷却至230℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为350℃，保温时间为62min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为463HBW、460 HBW、458HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1550MPa，断后伸长率7.8%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为38J、47J和40J。
实施例8
本实施例NM450级耐磨钢板厚度为15mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例NM450级耐磨钢板的生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼工序：入转炉铁水S：0.030%；
（2）LF炉精炼、RH炉真空精炼工序：经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（3）连铸工序：连铸坯厚度为330mm，规格为330×1800×3000mm；
（4）加热工序：连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1170℃；
（5）轧制工序：高压水除鳞，除鳞水压力21MPa，终轧温度875℃，轧制后钢板在空气中冷却至260℃后剪切分段进行热处理；
（6）中温回火热处理工序：热处理保温温度为375℃，保温时间为380min，回火热处理后在空气中自然冷却。
本实施例所得耐磨钢板经检，验钢板布氏硬度为459HBW、465 HBW、455HBW，满足耐磨钢NM450等级。抗拉强度Rm为1580MPa，断后伸长率8.5%，-20℃温度下，钢板纵向试样夏比冲击吸收能量为32J、37J和35J。
表1 实施例1-8 NM450级耐磨钢板化学成分组成及其质量百分含量（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板，其特征在于，所述耐磨钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.28～0.33%、Mn：1.80～2.40%、Si：0.90～1.20%、S≤0.015%、P≤0.020%、Mo：0.35～0.50%、Nb：0.030～0.050%、Ti：0.020～0.050%、B：0.0005～0.0025%、Al：0.005～0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板，其特征在于，所述耐磨钢板的厚度为8～80mm。
3.根据权利要求1所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板，其特征在于，所述耐磨钢板的布氏硬度为435～465HBW；抗拉强度Rm≥1250MPa，断后伸长率≥7%，纵向试样-20℃温度下夏比冲击吸收能量≥24J。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉真空精炼、连铸、加热、轧制和中温回火热处理工序；所述中温回火热处理工序，热处理保温温度为340～380℃，保温时间为40～400min，钢板回火热处理后在空气中自然冷却。
5.根据权利要求4所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，高压水除鳞，除鳞水压力18～22MPa，终轧温度820～900℃。
6.根据权利要求4所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，轧制后钢板在空气中冷却至≤300℃后剪切分段进行热处理。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，入转炉铁水S≤0.050%。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述LF炉精炼、RH炉真空精炼工序，经LF炉精炼、RH炉真空精炼处理后钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.28～0.33%、Mn：1.80～2.40%、Si：0.90～1.20%、S≤0.015%、P≤0.020%、Mo：0.35～0.50%、Nb：0.030～0.050%、Ti：0.020～0.050%、B：0.0005～0.0025%、Al：0.005～0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，连铸坯厚度为200～350mm。
10.根据权利要求4-6任意一项所述的一种NM450级无需淬火热处理的耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，连铸坯在轧制前进行加热，加热温度1150～1260℃。
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