CN117758138A - 一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板及其制备方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明属于耐磨钢及其制备领域,提及了一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板及其制备方法。该钢板包括以下质量百分比的化学成分:C:0.1~0.2%,Si:0.3~0.7%,Mn:0.3~0.5%,Cu:0.2~0.5%,Cr:1.5~3.5%,Sb:0.1~0.3%,S≤0.005%,P≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质,组织以回火板条马氏体为主,并伴有尺寸小于100nm的碳化铬析出相。该钢板硬度≥470HV,‑40℃冲击功≥90J,抗拉强度≥1450MPa,伸长率≥11%,该钢板具有优异的抗腐蚀磨损性能,可广泛应用于矿山机械、冶金机械、水泥化工机械等腐蚀工况下的磨损零部件。
Description
技术领域
本发明属于耐磨钢及其制备技术领域,尤其涉及了一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板及其制备方法。
背景技术
低合金耐磨钢因价格优惠、硬度较高,从而广泛用做工程机械、矿山机械、冶金机械和水泥化工机械的磨损零部件。该类机械在工作时,其磨损部位受到外加载荷及磨粒的交互作用,导致零件表面不断产生损伤,从而导致磨损失效,过大的磨损失效更会导致严重的机械事故。因此,为了延长机械的使用寿命及保障工作人员的安全,耐磨部件通常采用高硬度的马氏体耐磨钢,依靠其马氏体组织带来的高硬度抵抗磨损。
然而,实际机械的工作环境复杂多变,涉及干燥或湿润、常温或低温、高酸或高碱等环境。目前来说,现有的低合金耐磨钢板仅考虑普通环境下的耐磨性能,虽然耐磨性能较好,但在腐蚀环境下的抗磨损能力并不理想,导致如垃圾储运、煤炭采运、矿沙输送等机械设备在工作中会产生严重的腐蚀磨损。当机械在腐蚀工况下工作时,外部的腐蚀会加快零部件的磨损,而磨损也会进一步加快腐蚀,两者的叠加效应导致了严重的腐蚀磨损。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板及其制备方法,其中,低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板解决了现有的低合金耐磨钢板在腐蚀环境下的抗磨损能力差的技术问题。
(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:
本发明在第一方面提供了一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,
抗腐蚀磨损钢板中的化学成分按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%和P≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质;
抗腐蚀磨损钢板的显微组织包括回火板条马氏体组织和碳化铬析出相,其中,回火板条马氏体组织的体积分数≥99%,碳化铬析出相的尺寸≤100nm。
进一步地,Cr含量和C含量为:Cr/C≥14。
进一步地,按照质量百分比计,抗腐蚀磨损钢板中的化学成分还包括:Nb:0.005~0.05%、V:0.00~0.05%和Ti:0.005~0.05%中的至少一种。
进一步地,低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的硬度≥470HV,-40℃冲击功≥90J,抗拉强度≥1400MPa,伸长率≥11%。
本申请第二方面提及了一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,用于制备上述第一方面的低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,方法包括:
步骤S1冶炼:按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%、P≤0.003%、余量为Fe和不可避免的杂质的化学成分,进行熔炼浇筑得到钢锭,控制熔炼温度为1600~1700℃,使用LF精炼炉和RH精炼炉处理,中包钢水过热度≤20℃,冶炼全程保护浇铸;
步骤S2锻造:将钢锭加热至1150~1250℃并加热保温,均匀化1~4h后进行锻造,控制锻造温度为1150~1000℃,得到锻坯;
步骤S3轧制:将锻坯加热至1050~1150℃并保温,并控制轧制保温时间为1~4h后进行再结晶轧制和未再结晶轧制,控制再结晶轧制和未再结晶轧制的总轧制次数为6~9道次,总变形量≥88%,终轧厚度为8~20mm,得到热轧钢板,将热轧钢板空冷至室温;
步骤S4淬火:将热轧钢板在850~950℃淬火并保温,并控制淬火保温时间为10~40min后水淬至室温,得到淬火钢板;
步骤S5回火:将淬火钢板在160~240℃回火并保温,并控制回火保温时间为20~50min后空冷至室温,得到低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板。
进一步地,步骤S2~步骤S5中的保温时间为:
τ≥0.02×δ[1.25×(C+Si)]
其中,τ为加热保温时间、轧制保温时间、淬火保温时间或回火保温时间(h),δ为对应τ时间内的保温产品的壁厚(mm),C、Si分别为τ时间内的保温产品的碳、硅含量(%)。
进一步地,步骤S3还包括:
再结晶轧制温度为1050~950℃,轧制次数为3~4次,单道次压下率≥25%;
未再结晶轧制温度为900~800℃,轧制次数为3~5次,单道次压下率≥20%。
进一步地,步骤S2还包括:将钢锭加热至1170~1230℃并加热保温。
进一步地,步骤S3还包括:将锻坯加热至1080~1120℃并保温。
进一步地,步骤S4还包括:将热轧钢板在880~920℃淬火并保温,并控制淬火保温时间为10~30min后水淬至室温,得到淬火钢板;
步骤S5还包括:将淬火钢板在180~220℃回火并保温,并控制回火保温时间为30~50min后空冷至室温,得到低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:
本发明所提供的抗腐蚀磨损钢板中的化学成分,按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%和P≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质;抗腐蚀磨损钢板的显微组织包括回火板条马氏体组织和碳化铬析出相,其中,回火板条马氏体组织的体积分数≥99%,碳化铬析出相的尺寸≤100nm。
本发明通过添加Cr元素并严格控制Cr含量与C含量之比,减少Cr与C的结合,保证钢材中固溶足够的Cr元素,充分实现Cr元素耐蚀的特点,同时添加一定量的耐蚀性元素Cu与Sb进一步提高耐蚀性。与传统NM450钢相比,本发明的抗腐蚀磨损钢在普通环境下的耐磨性提高了1.43倍,在去离子水中的耐磨性提高了1.46倍,在3.5%NaCl溶液中的耐磨性提高了2.14倍。显微组织为回火板条马氏体与细小碳与铬的析出相,钢板的硬度≥470HV,-40℃冲击功≥90J,抗拉强度≥1450MPa,伸长率≥11%,具有优异的力学性能与抗腐蚀磨损性能,适合于复杂工况(常温、低温、普通环境、腐蚀环境)下的磨损零部件。
附图说明
图1为本发明提及的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的实施例4的钢板的显微组织图;
图2为本发明提及的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
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。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1~5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1~4”、“1~3”、“1~2”、“1~2和4~5”、“1~3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中,除非另有指明,所述的份和百分比均按质量计。“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位,1份可表示任意的单位质量,如可以表示为1g,也可表示3.527g等。假如我们说A组分的质量份为a份,B组分的质量份为b份,则表示A组分的质量和B组分的质量之比a:b。或者,表示A组分的质量为aK,B组分的质量为bK(K为任意数,表示倍数因子)。不可误解的是,与质量份数不同的是,所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生,例如,A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
本发明在第一方面提供了一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,
其中,抗腐蚀磨损钢板中的化学成分按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%和P≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质;
抗腐蚀磨损钢板的显微组织包括回火板条马氏体组织和碳化铬析出相,其中,回火板条马氏体组织的体积分数≥99%,碳化铬析出相的尺寸≤100nm。
在本发明的一种实施方式中,Cr含量和C含量为:Cr/C≥14;
本发明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元素之一,对提高钢材的强度有显著的作用。当C含量低于0.1%时,C元素对钢材没有明显的强化作用,但当C含量大于0.2%时,又会导致钢材的焊接性能与加工性能降低;同时,过高的C含量又会结合Cr形成碳化物影响低温韧性与耐腐蚀性能。因此,碳元素的含量限定范围为0.1~0.2%,优选为0.14~0.18%。
Si:Si元素作为脱氧剂使用,同时还可以固溶在奥氏体与铁素体中,对提高钢材的强度有显著益处。当Si元素含量低于0.3%时,对钢材性能的提升不足,但当含量提高至0.7%以上时,又容易产生夹杂致使韧性降低。因此,硅元素的含量限定范围为0.3~0.7%,优选为0.40~0.60%。
Mn:Mn元素对钢材的影响主要是提高淬透性,为了保证足够的淬透能力,Mn含量应在0.3%以上,但过高的Mn含量容易导致MnS等杂质在晶界偏聚降低韧性。因此,锰元素的含量限定范围为0.3~0.5%,优选为0.35~0.45%。
Cu:Cu能提高钢中奥氏体的稳定性,应保证其含量大于0.2%提高淬透性;同时,Cu在钢中有抵抗大气腐蚀的能力,尤其是与P元素配合使用时效果更加显著;但当Cu含量大于0.5%时,会产生热脆性,加工性能也下降。因此,铜元素的含量限定范围为0.2~0.5%,优选为0.30~0.40%。
Cr:在本发明中Cr是最重要的元素,具有很好的抗蚀稳定性及极高的抗氧化性,在本发明钢材中主要起耐腐蚀的作用,同时还可以提高钢材的淬透性与硬度,显著提高钢材的耐磨性能。因此,Cr含量需要在1.5%以上,但过高的Cr含量会影响焊接性能与韧性,同时成本也会增加,本发明选择Cr含量在3.5%以下。同时,Cr提高耐蚀能力的作用随含碳量增加而会有所降低,因为Cr与C结合后不起作用,为保证钢材中固溶足够Cr元素实现耐腐蚀能力,Cr含量与C含量之比应大于14。因此,结合成本考虑,通过调控Cr、C含量之比,实现最佳的抗腐蚀磨损能力,铬元素的含量限定范围为1.5~3.5%。
Sb:Sb元素能够在钢的表面生成SnO2和Sb2O5氧化膜,抑制Fe的阳极溶解,从而实现耐腐蚀性能;但过高的Sb含量影响钢材的韧性,因此,锑元素的含量限定范围为0.1~0.3%,优选为0.15~0.25%。
S:S与Mn容易形成MnS的偏聚降低韧性与耐腐蚀磨损能力,同时,与Fe生成的硫化铁也容易导致热脆,属于杂质元素,但过量的减少S元素会导致成本的增加。因此,硫元素的含量限定范围在0.005%以下。
P:P与Fe、Mn元素产生的共晶硫化物容易在晶界析出,降低材料的低温韧性;同时,还具有促进Fe、C元素的偏析作用,对钢材的力学性能与耐磨性能会产生不利影响,但过量的减少P元素会导致成本的增加。因此,磷元素的含量限定范围在0.003%以下。
在本发明的一种实施方式中,按照质量百分比计,抗腐蚀磨损钢板中的化学成分还包括:Nb:0.005~0.05%、V:0.00~0.05%和Ti:0.005~0.05%中的至少一种。
V、Nb、Ti:钒、铌、钛元素在钢材中可以生成细小分布的高硬度碳氮化物,弥散分布在基体中起到抵抗外部磨损的作用,同时,这些细小析出物还可通过阻碍位错的运动明显提高材料的强度,对耐磨性的提高有显著帮助;此外,弥散分布在晶界的析出物还可以抑制奥氏体晶粒的长大,产生细化晶粒的效果,对提高钢材的韧性有显著作用;但钒、铌、钛元素添加过高不仅会导致成本的增加,还会由于大尺寸的析出物降低韧性。因此,可以根据实际需要,进一步选择添加钒、铌、钛元素中的一种或两种。
本发明所提及的低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的硬度≥470HV,-40℃冲击功≥90J,抗拉强度≥1400MPa,伸长率≥11%。
参考图2,本申请第二方面提及了一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,用于制备上述第一方面的低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,方法包括:
步骤S1冶炼:按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%、P≤0.003%、余量为Fe和不可避免的杂质的化学成分,进行熔炼浇筑得到钢锭,控制熔炼温度为1600~1700℃,使用LF精炼炉和RH精炼炉处理,中包钢水过热度≤20℃,冶炼全程保护浇铸;
可以理解的是,LF精炼炉即钢包精炼炉,RH精炼炉即为真空循环脱气炉。
步骤S2锻造:将钢锭加热至1150~1250℃并加热保温,均匀化1~4h后进行锻造,控制锻造温度为1150~1000℃,得到锻坯;
优选地,将钢锭加热至1170~1230℃并加热保温。均匀化时间优选为2h,始锻温度为1150℃,终锻温度为1000℃,得到锻坯。
步骤S3轧制:将锻坯加热至1050~1150℃并保温,并控制轧制保温时间为1~4h后进行再结晶轧制和未再结晶轧制,控制再结晶轧制和未再结晶轧制的总轧制次数为6~9道次,总变形量≥88%,终轧厚度为8~20mm,得到热轧钢板,将热轧钢板空冷至室温;
在一种可行的实施方式中,再结晶轧制温度为1050~950℃,轧制次数为3~4次,单道次压下率≥25%;未再结晶轧制温度为900~800℃,轧制次数为3~5次,单道次压下率≥20%。
在一种可行的实施方式中,加热温度优选为1080~1120℃,保温时间优选为2h,热轧次数优选为7次,再结晶阶段热轧优选为3次,未再结晶阶段热轧优选为4次,热轧变形量优选为90%,热轧板的厚度优选为10mm。
步骤S4淬火:将热轧钢板在850~950℃淬火并保温,并控制淬火保温时间为10~40min后水淬至室温,得到淬火钢板;
步骤S5回火:将淬火钢板在160~240℃回火并保温,并控制回火保温时间为20~50min后空冷至室温,得到低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板。
在一种可行的实施方式中,步骤S4的淬火温度优选为880~920℃,保温时间优选为10~30min,淬火的介质为水,淬火后的温度为室温。
在一种可行的实施方式中,步骤S5的回火温度优选为180~220℃;回火时间优选为30~50min。
在本申请中,步骤S2~步骤S5中的保温时间为:
τ≥0.02×δ[1.25×(C+Si)]
其中,τ为加热保温时间、轧制保温时间、淬火保温时间或回火保温时间(h),δ为对应τ时间内的保温产品的壁厚(mm),C、Si分别为碳、硅含量(%)。
可以理解的是,当τ为加热保温时间时,δ为钢锭的厚度,C、Si为钢锭中碳、硅含量(%)。当τ为轧制保温时间时,δ为锻坯的厚度,C、Si为锻坯中碳、硅含量(%)。当τ为淬火保温时间时,δ为热轧钢板的厚度,C、Si为热轧钢板中碳、硅含量(%)。当τ为回火保温时间时,δ为淬火钢板的厚度,C、Si为淬火钢板中碳、硅含量(%)。
本发明所提及的抗腐蚀磨损钢板的制备方法,通过两阶段轧制+淬火后低温回火工艺调控微观组织,实现强度与低温韧性的优异结合。
实施例1~4
实施例1~4抗腐蚀磨损钢板的质量百分比的化学成分选择范围如下:C:0.1~0.2%,Si:0.3~0.7%,Mn:0.3~0.5%,Cu:0.2~0.5%,Cr:1.5~3.5%,Sb:0.1~0.3%,S≤0.005%,P≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质。
其中,为了研究C含量、Cr含量对抗腐蚀磨损的影响,选择四组成分进行研究。实施例1为高碳低铬钢,实施例2为高碳高铬钢,实施例3为低碳低铬钢,实施例4为低碳高铬钢,对比例为含微量Cr元素的普通NM450钢,对比例与实施例钢板的化学组成成分如表1所示。
表1
实施例1~4抗腐蚀磨损钢板的具体制备步骤如下:
按上述抗腐蚀磨损钢板的化学成分及其含量在1650℃下熔炼浇筑得到钢锭,LF和RH精炼炉处理,中包钢水过热度≤20℃,全程保护浇铸;将钢锭加热至1200℃均匀化2h后进行锻造,始锻温度为1150℃,终锻温度为1000℃,制得锻坯;将锻坯加热至1100℃保温2h后进行再结晶和未再结晶两阶段轧制,再结晶阶段轧制3次,始轧温度为1050℃,终轧温度为950℃,且单道次压下率≥25%,未再结晶阶段轧制4次,始轧温度为900℃,终轧温度为800℃,且单道次压下率≥20%,热轧板的最终厚度为10mm,空冷至室温;将热轧钢板在900℃保温20min后水淬至室温;将淬火钢板在200℃保温40min后空冷至室温,得到抗腐蚀耐磨钢板,其中,图1为实施例4的钢板的显微组织图。
腐蚀试验、磨损试验与腐蚀磨损试验方法如下:
(一)腐蚀试验
采用VersaSTAT3F电化学工作站,对不同实施例钢板进行电化学测试。电化学测试时使用三电极***,工作电极为不同实施例钢板,辅助电极为铂电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,采用动电位极化方法进行研究。电解质溶液是质量分数为3.5%的NaCl溶液。动电位极化曲线的扫描范围是-300~1000mV(相对于开路电位,EOC),扫描速率为0.3333mV/s。试验结束后,采用Cview软件对极化曲线进行分析。
(二)磨损试验
磨损试验利用摩擦磨损试验机(MFT5000,Rtecinstruments,USA),采用ballonplate的方式,在常温普通环境中试验。试验中使用的对磨副小球由Al2O3制成,直径为6mm。试验过程中陶瓷球在试样表面进行直线往复运动,球对试样表面施加30N的载荷,位移幅度为10mm,往复频率为2Hz,磨损时间为120min,磨损方向为实验钢的轧制方向,磨损量的表征由摩擦磨损试验机配有的3D表面轮廓仪对磨痕进行测量。
(三)腐蚀磨损试验
腐蚀磨损试验与磨损试验不同的是试验条件不同,腐蚀磨损试验在去离子水的湿润环境与3.5%NaCl的腐蚀环境下进行,其他条件相同。
其中,对比例与实施例钢板的力学性能、耐蚀性能与耐腐蚀磨损性能于表2所示。
表2
参考表2,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,提供了一种优异低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板及其制备方法,该钢板实现了硬度≥470HV,-40℃冲击功≥90J,抗拉强度≥1400MPa,伸长率≥11%的特征;与传统NM450钢相比,力学性能提高,不仅耐磨性能优良,还具有优异的抗腐蚀磨损性能,有效解决了常温或低温、干燥或湿润、高酸或高碱等复杂环境下的腐蚀磨损问题;此外,本发明的钢板热处理工艺为两阶段热轧+淬火后低温回火,成本较低,利于推广,实现了“高性能+低成本”的结合,可广泛应用于矿山机械、冶金机械、水泥化工机械等腐蚀工况下的磨损零部件。
在本发明的描述中,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
在本发明的描述中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。而且,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。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”,可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”,可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”,可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述,是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,其特征在于,
所述抗腐蚀磨损钢板中的化学成分按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%和P≤0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质;
所述抗腐蚀磨损钢板的显微组织包括回火板条马氏体组织和碳化铬析出相,其中,所述回火板条马氏体组织的体积分数≥99%,所述碳化铬析出相的尺寸≤100nm。
2.根据权利要求1所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,其特征在于,
Cr含量和C含量为:Cr/C≥14。
3.根据权利要求1所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,其特征在于,
按照质量百分比计,所述抗腐蚀磨损钢板中的化学成分还包括:Nb:0.005~0.05%、V:0.00~0.05%和Ti:0.005~0.05%中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,其特征在于,
所述低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的硬度≥470HV,-40℃冲击功≥90J,抗拉强度≥1400MPa,伸长率≥11%。
5.一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,用于如权利要求1~4任一项所述的低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板,其特征在于,所述方法包括:
步骤S1冶炼:按照质量百分比为:C:0.1~0.2%、Si:0.3~0.7%、Mn:0.3~0.5%、Cu:0.2~0.5%、Cr:1.5~3.5%、Sb:0.1~0.3%、S≤0.005%、P≤0.003%、余量为Fe和不可避免的杂质的化学成分,进行熔炼浇筑得到钢锭,控制熔炼温度为1600~1700℃,使用LF精炼炉和RH精炼炉处理,中包钢水过热度≤20℃,冶炼全程保护浇铸;
步骤S2锻造:将所述钢锭加热至1150~1250℃并加热保温,均匀化1~4h后进行锻造,控制锻造温度为1150~1000℃,得到锻坯;
步骤S3轧制:将所述锻坯加热至1050~1150℃并保温,并控制轧制保温时间为1~4h后进行再结晶轧制和未再结晶轧制,控制再结晶轧制和未再结晶轧制的总轧制次数为6~9道次,总变形量≥88%,终轧厚度为8~20mm,得到热轧钢板,将所述热轧钢板空冷至室温;
步骤S4淬火:将所述热轧钢板在850~950℃淬火并保温,并控制淬火保温时间为10~40min后水淬至室温,得到淬火钢板;
步骤S5回火:将所述淬火钢板在160~240℃回火并保温,并控制回火保温时间为20~50min后空冷至室温,得到所述低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板。
6.根据权利要求5所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,其特征在于,
S2~S5中的保温时间为:
τ≥0.02×δ[1.25×(C+Si)]
其中,τ为加热保温时间、轧制保温时间、淬火保温时间或回火保温时间(h),δ为对应τ时间内的保温产品的壁厚(mm),C、Si分别为τ时间内的保温产品的碳、硅含量(%)。
7.根据权利要求5所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,其特征在于,步骤S3:
再结晶轧制温度为1050~950℃,轧制次数为3~4次,单道次压下率≥25%;
未再结晶轧制温度为900~800℃,轧制次数为3~5次,单道次压下率≥20%。
8.根据权利要求5所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,其特征在于,
步骤S2:将钢锭加热至1170~1230℃并加热保温。
9.根据权利要求5所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,其特征在于,
步骤S3:将锻坯加热至1080~1120℃并保温。
10.根据权利要求5所述的一种低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板的制备方法,其特征在于,
步骤S4:将热轧钢板在880~920℃淬火并保温,并控制淬火保温时间为10~30min后水淬至室温,得到淬火钢板;
步骤S5:将淬火钢板在180~220℃回火并保温,并控制回火保温时间为30~50min后空冷至室温,得到低温韧性的低成本抗腐蚀磨损钢板。
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