MX2015003379A - Placa de acero resistente a la abrasion que tiene excelente tenacidad a baja temperatura y excelente resistencia al desgaste corrosivo. - Google Patents

Placa de acero resistente a la abrasion que tiene excelente tenacidad a baja temperatura y excelente resistencia al desgaste corrosivo.

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MX2015003379A
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Nobuyuki Ishikawa
Shinichi Miura
Naoki Takayama
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Abstract

Se proporciona una placa de acero resistente a la abrasión que posee excelente resistencia a la abrasión, excelente tenacidad a baja temperatura y excelente resistencia al desgaste corrosivo. Una placa de acero resistente a la abrasión incluye la composición que contiene en % en masa: 0.23% a 0.35% de C, 0.05% a 1.00% de Si, 0.1% a 2.0% de Mn, 0.020% o menos de P, 0.005% o menos de S, 0.005% a 0.100% de Al, 0.03% a 2.0% de Cr, y 0.03% a 1.0% de Mo en un estado en donde DI* definido por la siguiente fórmula (1) se satisface en 45 o más, y que contiene además Fe restante e impurezas inevitables como un equilibrio. La placa de acero tiene una estructura en donde una fase martensítica en estado templado forma una fase principal y el tamaño de grano de los granos de austenita previos es de 30 µm o menos, y la dureza de superficie de la placa de acero es de 450 o más a una dureza Brinell HBW10/3000.

Description

PLACA DE ACERO RESISTENTE A LA ABRASION QUE TIENE EXCELENTE TENACIDAD BAJA TEMPERATURA Y EXCELENTE RESISTENCIA AL DESGASTE CORROSIVO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una placa de acero resistente a la abrasión utilizada de forma adecuada para partes de máquinas industriales, máquinas de transporte y similares. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención tiene excelente tenacidad a baja temperatura y se puede utilizar de forma adecuada como partes que se utilizan en lugares donde el desgaste o la abrasión generados debido a un contacto de la placa de acero resistente a la abrasión con tierra y arena que contiene agua se debe tener especialmente en cuenta.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Convencionalmente, con respecto a las partes para máquinas industriales, máquinas de transporte y similares tales como, por ejemplo, una pala mecánica, una máquina excavadora, una tolva, un cangilón o un camión de volteo utilizados en un sitio de construcción, un sitio de ingeniería civil, una mina o similares, la abrasión se genera debido a un contacto de la parte con tierra, arena o similares. Por consiguiente, en la fabricación de las partes mencionadas anteriormente, un material de acero que tiene excelente resistencia a la abrasión se utiliza para prolongar el tiempo de vida de las partes. En un entorno real en uso, varios estados tales como un estado seco o un estado húmedo se consideran como un estado de tierra, arena o similares. En particular, puede haber un caso en donde la tierra, la arena o similares en un estado húmedo contienen un material corrosivo. En este caso, el desgaste debido a la tierra, la arena o similares en un estado húmedo se convierte en desgaste en un entorno que contiene el material corrosivo, es decir, el llamado desgaste corrosivo. Este desgaste corrosivo se ha conocido como un entorno de desgaste extremadamente severo. En vista de lo anterior, ha habido una demanda de un material de acero resistente a la abrasión que tiene excelente resistencia al desgaste corrosivo.
También se considera el uso de estas máquinas industriales, máquinas de transporte y similares en una zona a baja temperatura de 0 °C o inferior. Por consiguiente, se pide que un material de acero que se utiliza para las partes de estas máquinas industriales, máquinas de transporte y similares posea la excelente tenacidad a baja temperatura, además de la resistencia a la abrasión y resistencia al desgaste corrosivo.
Para satisfacer tal petición, por ejemplo, el documento de patente 1 propone un método para la fabricación de un acero resistente a la abrasión de alta dureza que tiene excelente tenacidad a baja temperatura, en donde la laminación en caliente se aplica a una placa de acero que tiene la composición que contiene en % en masa: 0.30% a 0.50% de C, cantidades apropiadas de Si, Mn, Al, N, Ti, Nb y B, respectivamente, y 0.10% a 0.50% de Cr y 0.05% a 1.00% de Mo, después de eso, el tratamiento de templado se aplica a la placa laminada en caliente desde una temperatura del punto de transformación Ar3 o superior y, posteriormente, la placa templada es revenida obteniendo de esta manera acero resistente a la abrasión de alta resistencia. De conformidad con la descripción de la téenica descrita en el documento de patente 1, la mejora de la endurecibilidad del acero y la mejora de la tenacidad a baja temperatura mediante el endurecimiento de los limites de grano se logran permitiendo que el acero contenga una gran cantidad de Cr y una gran cantidad de Mo. Adicionalmente, de conformidad con la descripción de la técnica descrita en el documento de patente 1, el aumento adicional de la tenacidad a baja temperatura se logra mediante la aplicación de un tratamiento de revenido al acero.
El documento de patente 2 propone una placa de acero resistente a la abrasión de alta tenacidad que tiene la composición que contiene en % en masa: 0.18% a 0.25% de C, 0.10% a 0.30% de Si, 0.03% a 0.10% de Mn, cantidades apropiadas de Nb, Al, N y B, respectivamente, 1.00% a 2.00% de Cr, y Mo más de 0.50% a 0.80%, y exhibe excelente tenacidad y excelente resistencia a la fractura retardada después del templado y revenido con agua. De conformidad con la descripción de una téenica descrita en el documento de patente 2, suprimiendo el contenido de Mn a un nivel bajo, y permitiendo que la placa de acero contenga una gran cantidad de Cr y una gran cantidad de Mo, la endurecibilidad de la placa de acero se puede aumentar de manera que la dureza predeterminada se puede asegurar y, al mismo tiempo, la tenacidad y la resistencia a la fractura retardada se pueden aumentar. Adicionalmente, de conformidad con la descripción de la técnica descrita en el documento de patente 2 se mejora aún más la tenacidad a baja temperatura mediante la aplicación de revenido.
El documento de patente 3 propone un acero resistente a la abrasión y de alta tenacidad que tiene la composición que contiene en % en masa: 0.30% a 0.45% de C, 0.10% a 0.50% de Si, 0.30% a 1.20% de Mn, 0.50% a 1.40% de Cr, 0.15% a 0.55% de Mo, 0.0005% a 0.0050% de B, 0.015% a 0.060% de Al en sol., y cantidades apropiadas de Nb y/o Ti. De conformidad con la descripción de la técnica descrita en el documento de patente 3, el acero contiene una gran cantidad de Cr y una gran cantidad de Mo y, por tanto, la endurecibilidad del acero se aumenta y, al mismo tiempo, los limites de grano se endurecen aumentando de esta manera la tenacidad a baja temperatura.
El documento de patente 4 propone un método para la fabricación de un acero resistente a la abrasión, en donde la laminación en caliente se aplica a acero gue tiene la composición gue contiene en % en masa: 0.05% a 0.40% de C, .0.1% a 2.0% de Cr, además, cantidades apropiadas de Si, Mn, Ti, B, Al y N, respectivamente, y, además, Cu, Ni, Mo, y V como componentes arbitrarios en una relación de reducción acumulativa de 50% o más en un intervalo de temperatura de fase austenitica no recristalizada a una temperatura de 900 °C o inferior, después de eso, el templado se aplica a una placa laminada en caliente desde una temperatura del punto de transformación Ar3 o superior y, posteriormente, la placa templada es revenida, siendo obtenido de esta manera acero resistente a la abrasión. De conformidad con la descripción de esta téenica, templar y revenir directamente granos de austenita alargados tiene como resultado la estructura martensitica revenida en donde los granos de austenita previos son alargados. La estructura martensitica revenida de los granos alargados aumenta notablemente la tenacidad a baja temperatura.
Adicionalmente, el documento de patente 5 propone una placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad a baja temperatura y que tiene la composición que contiene en % en masa: 0.10% a 0.30% de C, 0.05% a 1.0% de Si, 0.1% a 2.0% de Mn, 0.10% a 1.40% de W, 0.0003% a 0.0020% de B, 0.005% a 0.10% de Ti y/o 0.035% a 0.1% de Al. En la descripción de la téenica descrita en el documento de patente 5, la placa de acero resistente a la abrasión puede contener además uno o más tipos de elementos seleccionados de un grupo que consiste en Cu, Ni, Cr y V. Debido a tal composición, se considera que la placa de acero resistente a la abrasión tiene alta dureza de superficie y exhibe excelente resistencia a la abrasión y excelente tenacidad a baja temperatura.
Adicionalmente, en el documento de patente 6, se describe una placa de acero resistente a la abrasión que tiene una excelente propiedad de doblado. La técnica descrita en el documento de patente 6 está relacionada con una placa de acero resistente a la abrasión que tiene la composición que contiene en % en masa: 0.05% a 0.30% de C, 0.1% a 1.2% de Ti, y no más de 0.03% de C soluto, y que tiene la estructura en donde una matriz está formada por una fase de ferrita y una fase dura se dispersa en la matriz. La placa de acero resistente a la abrasión descrita en el documento de patente 6 puede contener además uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en Nb y V, uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en Mo y W, uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en Si, Mn y Cu, uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en Ni y B, y Cr. Debido a tal composición, con respecto a la placa de acero resistente a la abrasión descrita en el documento de patente 6, se considera que tanto la resistencia a la abrasión contra la abrasión causada por tierra y arena como la propiedad de doblado se pueden aumentar sin inducir un aumento notable de la dureza.
Lista de Citas Documentos de Patente PTL 1: JP-A-H08-41535 PTL 2: JP-A-H02-179842 PTL 3: JP-A-S61-166954 PTL 4: JP-A-2002-20837 PTL 5: JP-A-2007-92155 PTL 6: JP-A-2007-197813 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problema Téenico Las respectivas técnicas descritas en los documentos de patente 1 a 5 tienen por objeto la adquisición de las placas de acero que tienen tenacidad a baja temperatura y resistencia a la abrasión.
Adicionalmente, la téenica descrita en el documento de patente 6 tiene por objeto la adquisición de la placa de acero que tiene tanto la propiedad de doblado como la resistencia a la abrasión. Sin embargo, en ninguno de estos documentos de patente, se ha estudiado el desgaste en un entorno que contiene un material corrosivo tales como tierra y arena en un estado húmedo y por lo tanto, existe un inconveniente en cuanto a que no se ha hecho de forma suficiente un estudio con respecto a la resistencia al desgaste corrosivo.
Adicionalmente, en las respectivas técnicas descritas en los documentos de patente 1 a 4 , el revenido es un requisito y, por lo tanto, existe un inconveniente en cuanto a que el costo de fabricación se incrementa. En la técnica descrita en el documento de patente 5, la placa de acero contiene W como un componente indispensable y por lo tanto, existe un inconveniente en cuanto a que el costo de fabricación se incrementa. En la técnica descrita en el documento de patente 6, la fase principal está formada por ferrita y, por lo tanto, existe un problema en cuanto a que la dureza de superficie es baja con lo cual la placa de acero no puede adquirir suficiente resistencia a la abrasión.
La presente invención se ha realizado para superar los inconvenientes mencionados anteriormente de la téenica relacionada, y es un objetivo de la presente invención proporcionar una placa de acero resistente a la abrasión que se puede fabricar a un bajo costo, posee excelente resistencia a la abrasión, y tiene tanto excelente tenacidad a baja temperatura como excelente resistencia al desgaste corrosivo.
Solución al Problema Para lograr el objetivo mencionado anteriormente, los inventores de la presente invención han realizado estudios exhaustivos sobre la influencia de varios factores ejercida sobre la resistencia a la abrasión, la tenacidad a baja temperatura y la resistencia al desgaste corrosivo de la placa de acero. Como un resultado de los estudios, los inventores han encontrado que la resistencia al desgaste corrosivo de una placa de acero se puede aumentar notablemente haciendo que la placa de acero tenga la composición que contiene cantidades apropiadas de Cr y Mo como componentes indispensables. Se supone que al permitir que la placa de acero contenga Cr y Mo, incluso cuando la placa de acero está expuesta a tierra y arena en un estado húmedo que tiene un pH en un intervalo variado, Cr y Mo existen como un oxiácido y por lo tanto, se suprime el desgaste corrosivo.
Los inventores también han encontrado que la resistencia a la abrasión y la resistencia al desgaste corrosivo contra la abrasión causada por tierra y arena se pueden aumentar notablemente manteniendo la dureza de superficie de la placa de acero a un nivel alto siempre que la placa de acero tenga la composición mencionada anteriormente.
Los inventores también han encontrado que la excelente tenacidad a baja temperatura de la placa de acero se puede adquirir con seguridad mientras que la excelente resistencia a la abrasión se asegura permitiendo que la placa de acero contenga cantidades apropiadas de Cr y Mo como componentes indispensables y contenga cantidades apropiadas de por lo menos C, Si, Mn, P, S, Al, Cr, Mo en un estado en donde DI* definido por la siguiente fórmula (1) se satisface en 45 o más para aumentar la endurecibilidad de la placa de acero, a continuación, haciendo la estructura en donde una fase martensitica en estado templado forma una fase principal con la seguridad de una dureza de superficie de 450 o más a una dureza Brinell HBW 10/3000 y además haciendo más fina la fase martensitica en estado templado de manera que el tamaño de grano de los granos (g) de austenita previos es de 30 mm o menos.
DI*=33.85x(0.1xC)°-5x(0.7xSi+l)x(3.33xMn+l)x(0.35xCu+l)x(0.36x Ni+1)x(2.16xCr+l)c(3cMo+1)x(1.75xV+l) (1) (donde, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo y V denotan el contenido (% en masa) de los elementos respectivos) La presente invención se ha realizado con base en los resultados mencionados anteriormente y se ha completado después de un estudio adicional de los resultados. Es decir, la esencia de la invención es de la siguiente manera. (1) Una placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad a baja temperatura y excelente resistencia al desgaste corrosivo, la placa de acero tiene la composición que contiene en % en masa: 0.23% a 0.35% de C, 0.05% a 1.00% de Si, 0.1% a 2.0% de Mn, 0.020% o menos de P, 0.005% o menos de S, 0.005% a 0.100% de Al, 0.03% a 2.0% de Cr, y 0.03% a 1.0% de Mo en un estado en donde DI* definido por la siguiente fórmula (1) se satisface en 45 o más, y que contiene además Fe restante e impurezas inevitables como un equilibrio, la placa de acero tiene una estructura en donde una fase martensitica en estado templado forma una fase principal y el tamaño de grano de los granos de austenita previos es de 30 mki o menos, y la dureza de superficie de la placa de acero es de 450 o más a una dureza Brinell HBW10/3000. (órmula) DI*=33.85x(0.1xC)°-5x(0.7xSi+l)x(3.33xMn+l)x(0.35xCu+l)x(0.36x Ni+1)x(2.16xCr+l)x(3cMo+1)x(l.75xV+l) (1) (donde, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo y V en la fórmula (1) se refieren a los contenidos (% en masa) de los elementos respectivos). (2) En la placa de acero resistente a la abrasión descrita en (1), la composición de acero contiene además en % en masa uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.1% de Nb, 0.005% a 0.1% de Ti, y 0.005% a 0.1% de V. (3) En la placa de acero resistente a la abrasión descrita en (1) o (2), la composición de acero contiene además en % en masa uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.2% de Sn y 0.005% a 0.2% de Sb. (4) En la placa de acero resistente a la abrasión descrita en cualquiera de (1) a (3), la composición de acero contiene además en % en masa uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.03% a 1.0% de Cu, 0.03% a 2.0% de Ni, y 0.0003% a 0.0030% de B. (5) En la placa de acero resistente a la abrasión descrita en cualquiera de (1) a (4), la composición de acero contiene además en % en masa uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.0005% a 0.008% de REM, 0.0005% a 0.005% de Ca, y 0.0005% a 0.005% de Mg. (6) En la placa de acero resistente a la abrasión descrita en cualquiera de (1) a (5), en donde el contenido de la fase martensitica en estado templado es de 98% o más en términos de fracción en volumen.
Efectos Ventajosos de la Invención De conformidad con la presente invención, es posible fabricar fácilmente y de una manera estable, una placa de acero resistente a la abrasión que tiene especialmente excelente resistencia al desgaste corrosivo en un entorno de abrasión de tierra-y-arena en un estado húmedo, que tiene excelente tenacidad a baja temperatura, y excelente resistencia a la abrasión de una manera estable sin reducir la dureza de superficie.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Descripción de Modalidades En primer lugar, se explican las razones para limitar la composición de la placa de acero resistente a la abrasión de la presente invención, la cual también se denomina "la placa de acero" en esta especificación. En la explicación hecha en lo sucesivo, % en masa se expresa simplemente mediante % a menos que se especifique lo contrario.
C: 0.23% a 0.35% El C es un elemento para aumentar la dureza de la placa de acero y para mejorar la resistencia a la abrasión. Cuando el contenido de C es de menos de 0.23%, la placa de acero no puede adquirir suficiente dureza. Por otra parte, cuando el contenido de C es superior a 0.35%, la soldabilidad, la tenacidad a baja temperatura y la trabajabilidad de la placa de acero se reducen. Por consiguiente, el contenido de C está limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.23% a 0.35%. El contenido de C está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.25% a 0.30%.
Si: 0.05% a 1.00% El Si es un elemento eficaz que actúa como un agente desoxidante para el acero fundido. El Si también es un elemento que contribuye a la mejora de la resistencia de la placa de acero mediante el aumento del endurecimiento por solución sólida. El contenido de Si se establece en 0.05% o más para asegurar tales efectos. Cuando el contenido de Si es de menos de 0.05%, un efecto desoxidante no se puede adquirir de forma suficiente. Por otra parte, cuando el contenido de Si es superior a 1.00%, la ductilidad y la tenacidad de la placa de acero se reducen, y el contenido de inclusiones en la placa de acero se incrementa. Por consiguiente, el contenido de Si está limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.05% a 1.00%. El contenido de Si está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.15% a 0.45%.
Mn: 0.1% a 2.0% El Mn es un elemento que tiene una acción de mejora de la endurecibilidad. Para asegurar tal efecto, el contenido de Mn se establece en 0.1% o más. Por otra parte, cuando el contenido de Mn es superior a 2.0%, la fragilidad de revenido se produce y la zona afectada por el calor de soldadura se endurece, la soldabilidad se reduce. Por consiguiente, el contenido de Mn está limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.1% a 2.0%. El contenido de Mn está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.4% a 1.7%. Es más preferible que el contenido de Mn esté limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.5% a 1.0%.
P: 0.020% o menos Cuando el contenido de P en el acero es grande, la reducción de la tenacidad a baja temperatura de la placa de acero se induce y por lo tanto, es deseable que el contenido de P sea tan pequeño como sea posible. En la presente invención, el contenido permisible de P es de 0.020%. La reducción excesiva del contenido de P induce la fuerte subida del costo de afino. Por consiguiente, es deseable establecer el contenido de P en 0.005% o más.
S: 0.005% o menos Cuando el contenido de S en el acero es grande, el S se precipita como MnS. En el acero de alta resistencia, el MnS se convierte en un punto de iniciación de la aparición de una fractura e induce el deterioro de la tenacidad de la placa de acero y por lo tanto, es deseable que el contenido de S sea tan pequeño como sea posible. En la presente invención, el contenido permisible de S es de 0.005%. Por consiguiente, el contenido de S está limitado a 0.005% o menos. La reducción excesiva del contenido de S induce la fuerte subida del costo de afino. Por consiguiente, es deseable establecer el contenido de S en 0.0005% o más.
Al: 0.005% a 0.100% El Al es un elemento que actúa como un agente desoxidante para el acero fundido. Adicionalmente, el Al contribuye a la mejora de la tenacidad a baja temperatura debido al afino de los granos de cristal. Para adquirir tal efecto, el contenido de Al se establece en 0.005% o más. Cuando el contenido de Al es de menos de 0.005%, tal efecto no se puede adquirir de forma suficiente. Por otra parte, cuando el contenido de Al es superior a 0.100%, la soldabilidad de la placa de acero se reduce. Por consiguiente, el contenido de Al está limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.100%. El contenido de Al está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.015% a 0.050%.
Cr: 0.03% a 2.0% El Cr tiene un efecto de aumentar la endurecibilidad. El Cr también tiene un efecto de mejorar la tenacidad a baja temperatura debido al afino de una fase martensítica. Por consiguiente, en la presente invención, el Cr es un elemento importante. Adicionalmente, en un entorno de desgaste corrosivo en donde un contacto entre una placa de acero y tierra y arena o similares en un estado húmedo se convierte en un problema, el Cr se disuelve como ion cromato debido a una reacción anódica, y suprime la corrosión debido a un efecto inhibidor dando lugar de esta manera a un efecto de mejorar la resistencia al desgaste corrosivo de la placa de acero. Para adquirir tal efecto, el contenido de Cr se establece en 0.03% o más. Cuando el contenido de Cr es de menos de 0.03%, la placa de acero no puede exhibir tal efecto de forma suficiente. Por otra parte, cuando el contenido de Cr es superior a 2.0%, la soldabilidad se reduce y el costo de fabricación se incrementa bruscamente. Por consiguiente, el contenido de Cr está limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.03% a 2.0%. El contenido de Cr está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.07% a 1.0%. Es más preferible que el contenido de Cr esté limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.2% a 0.9%.
Mo: 0.03% a 1.0% El Mo tiene un efecto de aumentar la endurecibilidad. El Mo también tiene un efecto de mejorar la tenacidad a baja temperatura debido al afino de una fase martensítica. Por consiguiente, en la presente invención, el Mo es un elemento importante. Adicionalmente, en un entorno de desgaste corrosivo en donde un contacto entre una placa de acero y tierra y arena o similares en un estado húmedo se convierte en un problema, el Mo se disuelve como ion molibdato debido a una reacción anódica, y suprime la corrosión mediante un efecto inhibidor dando lugar de esta manera a un efecto de mejorar la resistencia al desgaste corrosivo. Para adguirir tal efecto, el contenido de Mo se establece en 0.03% o más. Cuando el contenido de Mo es de menos de 0.03%, la placa de acero no puede exhibir tal efecto de forma suficiente. Por otra parte, cuando el contenido de Mo es superior a 1.0%, la soldabilidad de la placa de acero se reduce y el costo de fabricación se incrementa bruscamente. Por consiguiente, el contenido de Mo está limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.03% a 1.0%. El contenido de Mo está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.10% a 0.50%. Es más preferible que el contenido de Mo esté limitado a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.20% a 0.40%.
Al contener Cr y Mo en una forma combinada en la placa de acero, se espera que la resistencia al desgaste corrosivo se pueda mejorar notablemente. Esto se basa en la estimación de que el Cr y el Mo tienen diferentes regiones de pH en donde el Cr o el Mo pueden existir como un ácido de oxigeno y por lo tanto, el desgaste corrosivo causado por tierra y arena o similares en un estado húmedo que tiene un pH en un intervalo amplio se puede suprimir.
Los componentes mencionados anteriormente son los componentes básicos del acero. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención también puede contener opcionalmente, además de los componentes básicos mencionados anteriormente, como un elemento opcional o elementos opcionales, uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.1% de Nb, 0.005% a 0.1% de Ti, y 0.005% a 0.1% de V, y/o uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.2% de Sn y 0.005% a 0.2% de Sb, y/o uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.03% a 1.0% de Cu, 0.03% a 2.0% de Ni, y 0.0003% a 0.0030% de B, y/o uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.0005% a 0.008% de REM, 0.0005% a 0.005% de Ca, y 0.0005% a 0.005% de Mg.
Uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.1% de Nb, 0.005% a 0.1% de Ti, y 0.005% a 0.1% de V Todos Nb, Ti y V son elementos que precipitan en forma de precipitados, y mejoran la tenacidad del acero a través del afino de la estructura. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención, cuando sea necesario, contiene uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en Nb, Ti y V.
El Nb es un elemento que precipita como carbonitruro y contribuye a la mejora de la tenacidad a través del afino de la estructura. El contenido de Nb se puede establecer en 0.005% o más para obtener tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Nb es superior a 0.1%, la soldabilidad se puede reducir. Cuando el acero contiene Nb, el contenido de Nb está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.1%. El contenido de Nb se establece más preferiblemente en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.012% a 0.03% desde un punto de vista del afino de la estructura.
El Ti es un elemento que precipita como TiN y contribuye a la mejora de la tenacidad a través de la fijación de N soluto sólido. El contenido de Ti se establece en 0.005% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Ti es superior a 0.1%, el carbonitruro grueso precipita de manera que la tenacidad se reduce en algunos casos. Cuando el acero contiene Ti, el contenido de Ti está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.1%. El contenido de Ti está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.03% desde un punto de vista de la reducción del costo de fabricación.
El V es un elemento que precipita como carbonitruro y contribuye a la mejora de la tenacidad a través de un efecto de afinar la estructura. El contenido de V se establece en 0.005% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de V es superior a 0.1%, la soldabilidad se reduce en algunos casos. Por consiguiente, cuando el acero contiene V, el contenido de V está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.1%.
Uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.2% de Sn y 0.005% a 0.2% de Sb Tanto el Sn como el Sb son elementos que mejoran la resistencia al desgaste corrosivo. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención, cuando sea necesario, contiene uno o dos tipos de elementos seleccionados de un grupo que consiste en Sn y Sb.
El Sn se disuelve como ion de Sn debido a una reacción anódica, y suprime la corrosión mediante un efecto inhibidor mejorando de esta manera la resistencia al desgaste corrosivo de una placa de acero. Adicionalmente, el Sn forma una película de óxido que contiene Sn sobre una superficie de la placa de acero y por lo tanto, una reacción anódica y una reacción catódica de la placa de acero se suprimen con lo cual se mejora la resistencia al desgaste corrosivo de la placa de acero. El contenido de Sn se establece en 0.005% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Sn es superior a 0.2%, el deterioro de la ductilidad y la tenacidad de la placa de acero se puede inducir. Por consiguiente, cuando el acero contiene Sn, el contenido de Sn está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.2%. El contenido de Sn se establece más preferiblemente en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.1% desde un punto de vista de la reducción de elementos residuales.
El Sb suprime la corrosión de una placa de acero mediante la supresión de una reacción anódica de la placa de acero y también mediante la supresión de una reacción de generación de hidrógeno que es una reacción catódica mejorando de esta manera la resistencia al desgaste corrosivo de la placa de acero. El contenido de Sb se establece en 0.005% o más para adquirir de forma suficiente tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Sb es superior a 0.2%, el deterioro de la tenacidad de la placa de acero se puede inducir. Por consiguiente, cuando el acero contiene Sb, el contenido de Sb se establece preferiblemente en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.2%. Es más preferible que el contenido de Sb se establezca en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.005% a 0.1%.
Uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.03% a 1.0% de Cu, 0.03% a 2.0% de Ni, y 0.0003% a 0.0030% de B Todos Cu, Ni y B son elementos que mejoran la endurecibilidad. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención, cuando sea necesario, puede contener uno o dos o más tipos de elementos seleccionados de un grupo que consiste en Cu, Ni y B.
El Cu es un elemento que contribuye a la mejora de la endurecibilidad. El contenido de Cu puede ser de 0.03% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Cu es superior a 1.0%, la trabajabilidad en caliente se reduce, y el costo de fabricación también se eleva bruscamente. Por consiguiente, cuando el acero contiene Cu, el contenido de Cu está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.03% a 1.0%. El contenido de Cu está limitado más preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.03% a 0.5% desde un punto de vista de la reducción adicional del costo de fabricación.
El Ni es un elemento que contribuye también a la mejora de la endurecibilidad y la mejora de la tenacidad a baja temperatura de la placa de acero. El contenido de Ni puede ser de 0.03% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Ni es superior a 2.0%, el costo de fabricación puede aumentar. Cuando el acero contiene Ni, el contenido de Ni está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.03% a 2.0%. El contenido de Ni está limitado más preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.03% a 0.5% desde un punto de vista de la reducción adicional del costo de fabricación.
El B es un elemento que contribuye a la mejora de la endurecibilidad con una pequeña cantidad en el acero. El contenido de B puede ser de 0.0003% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de B es superior a 0.0030%, la tenacidad de la placa de acero se puede reducir. Por consiguiente, cuando el acero contiene B, el contenido de B está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0003% a 0.0030%. El contenido de B cae más preferiblemente dentro de un intervalo de 0.0003% a 0.0015% desde un punto de vista de la supresión del agrietamiento en frió en una parte soldada formada mediante soldadura de entrada de bajo calor tal como la soldadura con CO2 o similar utilizada en general en la soldadura de una placa de acero resistente a la abrasión.
Uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.0005% a 0.008% de REM, 0.0005% a 0.005% de Ca, y 0.0005% a 0.005% de Mg Todos REM, Ca y Mg son elementos que forman inclusiones de sulfuro mediante la combinación con S y por lo tanto, estos elementos son elementos que suprimen la formación de MnS. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención, cuando sea necesario, contiene uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en REM, Ca y Mg.
REM fija al S suprimiendo de esta manera la formación de MnS que provoca la reducción de la dureza de la placa de acero. El contenido de REM puede ser de 0.0005% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de REM es superior a 0.008%, el contenido de inclusiones en la placa de acero se incrementa de manera que la tenacidad se reduce en algunos casos. Cuando el acero contiene REM, el contenido de REM está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0005% a 0.008%. El contenido de REM se establece más preferiblemente en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0005% a 0.0020%.
El Ca fija al S suprimiendo de esta manera la formación de MnS que causa la reducción de la tenacidad. El contenido de Ca puede ser de 0.0005% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Ca es superior a 0.005%, el contenido de inclusiones en el acero se incrementa y la tenacidad se puede reducir al contrario. Cuando el acero contiene Ca, el contenido de Ca está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0005% a 0.005%. El contenido de Ca se establece más preferiblemente en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0005% a 0.0030%.
El Mg fija al S suprimiendo de esta manera la formación de MnS que causa la reducción de la tenacidad de la placa de acero. El contenido de Mg puede ser preferiblemente de 0.0005% o más para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Mg es superior a 0.005%, el contenido de inclusiones en la placa de acero se incrementa y la tenacidad se puede reducir al contrario. Cuando el acero contiene Mg, el contenido de Mg está limitado preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0005% a 0.005%. Es más preferible que el contenido de Mg se establezca en un valor que cae dentro de un intervalo de 0.0005% a 0.0040%.
La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención tiene los componentes mencionados anteriormente dentro de los intervalos mencionados anteriormente y en un estado en donde DI* se satisface en 45 o más. DI* está definido por la siguiente fórmula (1). En el cálculo de DI*, con respecto a los elementos descritos en la fórmula (1), los elementos que no están contenidos en el acero se calculan como cero.
DI*=33.85c(0.lxC)°5x(0.7xSi+l)c(3.33cMh+1)c(0.35xCu+l)c(0.36c Ni+1)c(2.16xCr+l)c(3cMo+1)c(1.75xV+l) (1) (donde, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo y V son los contenidos (% en masa) de los elementos respectivos).
Cuando DI* se establece en menos de 45, la profundidad de templado desde una superficie de la placa de acero llega a ser de menos de 10 mm y por lo tanto, el tiempo de vida de la placa de acero como la placa de acero resistente a la abrasión se acorta. Por consiguiente, DI* está limitado a 45 o más. El intervalo de DI* se establece preferiblemente en 75 o más.
El resto diferente de las composiciones mencionadas anteriormente es Fe e impurezas inevitables como un equilibrio.
A continuación, se explican la estructura y la propiedad de la placa de acero resistente a la abrasión de la presente invención.
La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención tiene la composición mencionada anteriormente y la estructura en donde una fase martensitica en estado templado forma una fase principal y el tamaño de grano de los granos (g) de austenita previos es de 30 mm o menos. Adicionalmente, la placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención tiene una dureza de superficie de 450 o más a una dureza Brinell HBW 10/3000. Aquí, una fase que ocupa el 90% o más en una relación de área se define como "fase principal".
Fase martensitica en estado templado: 90% o más en una relación de área Cuando la fracción de fase de la fase martensitica en estado templado es de menos de 90% en una relación de área, la placa de acero no puede asegurar la dureza deseada. Por consiguiente, cuando la relación de área es de menos de 90%, la resistencia al desgaste de la placa de acero se reduce de manera que la resistencia al desgaste deseada no se puede asegurar. Adicionalmente, la placa de acero no puede asegurar la suficiente tenacidad a baja temperatura. Adicionalmente, en la fase de martensita revenida, el Cr y el Mo forman carburo junto con el Fe cuando se forma cementita en el revenido. Debido a la formación de carburo, el Cr soluto y el Mo soluto, los cuales son eficaces para asegurar la resistencia a la corrosión, se disminuyen. Por consiguiente, la fase martensítica se mantiene en la fase martensitica en estado templado en donde la fase martensitica no está revenida. Una fracción de fase de la fase martensitica en estado templado se establece preferiblemente en 95% o más en una relación de área, y es más preferible que la fracción de fase de la fase martensítica en estado templado se establezca en 98% o más en una relación de área.
Tamaño de grano de los granos (g) de austenita previos: 30 mm o menos Incluso cuando la fracción de fase de la fase martensítica en estado templado puede asegurar la relación de área de 90% o más, cuando el tamaño de grano de los granos (g) de austenita previos se vuelve grueso siendo superior a 30 mm, la tenacidad a baja temperatura de la placa de acero se reduce. Debido al tamaño de grano de los granos (g) de austenita previos, se utilizan los valores que se obtienen de acuerdo con JIS G 0551 después de observar al microscopio la estructura grabada mediante un ácido pícrico utilizando un microscopio óptico (aumento: 400 veces).
La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la presente invención que tiene la composición y la estructura mencionadas anteriormente tiene una dureza de superficie de 450 o más a una dureza Brinell HBW 10/3000.
Dureza de superficie: 450 o más a una dureza Brinell HBW 10/3000 Cuando la dureza de superficie del acero es de menos de 450 a una dureza Brinell HBW 10/3000, el tiempo de vida de la placa de acero resistente a la abrasión se vuelve corto. Por consiguiente, la dureza de superficie se establece en 450 o más a una dureza Brinell HBW 10/3000. La dureza Brinell se mide de acuerdo con la estipulación descrita en JIS Z 2243.
A continuación, se explica el método preferido para la fabricación de la placa de acero resistente a la abrasión de la presente invención.
El material de acero que tiene la composición mencionada anteriormente se produce mediante colada y a continuación se somete a laminación en caliente sin enfriamiento cuando el material de acero mantiene una temperatura predeterminada o se somete a laminación en caliente después de enfriamiento y de recalentamiento, fabricando de esta manera una placa de acero que tiene un tamaño deseado y una forma deseada.
El método para la fabricación del material de acero no está particularmente limitado. Es deseable que el acero fundido que tiene la composición mencionada anteriormente se produzca utilizando un método de afino conocido tal como utilizando un convertidor, y un material de acero tal como una placa que tiene un tamaño predeterminado se fabrica mediante un método de colada conocido tal como un método de colada continua. No hace falta decir que un material de acero se puede fabricar mediante un método de colada-limpiado de escorias de lingotes.
Temperatura de recalentamiento: 950 a 1250 °C Cuando la temperatura de recalentamiento es "inferior a 950 °C, la resistencia a la deformación se vuelve excesivamente alta de manera que una carga de laminación se vuelve excesivamente grande con lo cual no se puede realizar la laminación en caliente. Por otra parte, cuando la temperatura de recalentamiento se vuelve alta siendo superior a 1250 °C, los granos de cristal se vuelven excesivamente gruesos de manera que el acero puede no asegurar la alta tenacidad deseada. Por consiguiente, la temperatura de recalentamiento está limitada preferiblemente a un valor que cae dentro de un intervalo de 950 a 1250 °C.
El material de acero recalentado o el material de acero que mantiene una temperatura predeterminada sin ser recalentado, a continuación, se somete a laminación en caliente de manera que se fabrica una placa de acero que tiene un tamaño deseado y una forma deseada. La condición de laminación en caliente no está particularmente limitada. Después de que se finaliza la laminación en caliente, es preferible que un tratamiento de templado directo, en donde la placa de acero se templa inmediatamente, se aplique a la placa de acero. Es preferible que una temperatura de inicio de templado se establezca en una temperatura no inferior a un punto de transformación Ar3. Para establecer la temperatura de inicio de templado hasta el punto de transformación Ar3 o superior, es preferible que la temperatura de acabado de laminación en caliente se establezca en 800 °C o más no inferior al punto de transformación Ar3. Cuando la temperatura de acabado de laminación en caliente es excesivamente alta, puede haber un caso en donde los granos de cristal se vuelven gruesos. Por consiguiente, es preferible que la temperatura de acabado de laminación en caliente se establezca en 950 °C o inferior. Una velocidad de enfriamiento de templado no está particularmente limitada siempre que la velocidad de enfriamiento de templado sea igual a o superior a una velocidad de enfriamiento en la cual se forma una fase martensitica. Es deseable que la velocidad de enfriamiento de templado sea tan alta como sea posible para evitar que una fase martensítica sea auto-revenida. El Cr soluto y el Mo soluto, los cuales son eficaces para la resistencia a la corrosión, forman carburo junto con el Fe cuando se forma ce entita en el auto-revenido, de manera que se reduce la cantidad de Cr soluto y Mo soluto. El auto-revenido también reduce una fracción en volumen de martensita. Es deseable que la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 65 a 75 °C/s cuando el espesor de placa es de 5 a 15 mm, la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 40 a 55 °C/s cuando el espesor de placa es de 16 a 22 mm, la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 30 a 40 °C/s cuando el espesor de placa es de 22 a 28 mm, y la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 20 a 30 °C/s cuando el espesor de placa es de 29 a 35 mm. Adicionalmente, es preferible que la temperatura de parada de enfriamiento se establezca en 300 °C o inferior. Es más preferible que la temperatura de parada de enfriamiento sea de 200 °C o inferior. En esta especificación, "velocidad de enfriamiento" es una velocidad de enfriamiento obtenida mediante el cálculo de una temperatura de una porción central de una placa de acero mediante el cálculo de transferencia de calor por conducción de calor.
Después de que se finaliza la laminación en caliente, en lugar del tratamiento de templado directo en donde una placa de acero se templa inmediatamente, el tratamiento se puede realizar en donde la placa de acero se enfria gradualmente por el aire después de que se finaliza la laminación en caliente (enfriamiento por aire) y, después de eso, la placa de acero se vuelve a calentar a una temperatura de calentamiento predeterminada y, después de eso, la placa de acero se templa. Es deseable que la temperatura de recalentamiento se establezca en un valor que cae dentro de un intervalo de 850 a 950 °C. Una velocidad de enfriamiento de templado después del recalentamiento no está particularmente limitada siempre que la velocidad de enfriamiento de templado después del recalentamiento sea igual a o superior a una velocidad de enfriamiento en la cual se forma una fase martensitica. Es deseable que la velocidad de enfriamiento de templado sea tan alta como sea posible para evitar que una fase martensitica sea auto-revenida. El Cr soluto y el Mo soluto, los cuales son eficaces para la resistencia a la corrosión, forman carburo junto con el Fe cuando se forma cementita en el auto-revenido, de manera que se reduce la cantidad de Cr soluto y Mo soluto. La auto-revenido también reduce una fracción en volumen de martensita. Es deseable que la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 65 a 75 °C/s cuando el espesor de placa es de 5 a 15 m , la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 40 a 55 °C/s cuando el espesor de placa es de 16 a 22 mm, la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 30 a 40 °C/s cuando el espesor de placa es de 22 a 28 mm, y la velocidad de enfriamiento de templado se establezca en 20 a 30 °C/s cuando el espesor de placa es de 29 a 35 mm. Adicionalmente, para evitar que una fase martensitica sea auto-revenida, es preferible que la temperatura de parada de enfriamiento se establezca en 300 °C o inferior. Es más preferible que la temperatura de parada de enfriamiento se establezca en 200 °C o inferior.
Para adquirir la estructura de martensita en estado templado, el tratamiento de revenido no se realiza después de realizar el tratamiento mencionado anteriormente.
En lo sucesivo, la presente invención se explica aún más con base en ejemplos.
Ejemplo Acero fundido que tiene la composición descrita en la Tabla 1 se produjo mediante un horno de fundición al vacio, y se sometió a colada en un molde de manera que se fabricaron, respectivamente, lingotes (material de acero) con un peso de 150 kgf. Estos materiales de acero se volvieron a calentar a las temperaturas de calentamiento descritas en las Tablas 2 (Tabla 2-1, Tabla 2-2, y Tabla 2-3) y, después de eso, los materiales de acero se sometieron a laminación en caliente bajo las condiciones descritas en la Tabla 2. A continuación, con respecto a algunas placas de acero, el tratamiento de templado directo (DQ), en donde el templado (templado directo) se lleva a cabo inmediatamente después de que se finaliza la laminación en caliente, se realizó bajo las condiciones descritas en las Tablas 2. Con respecto a otras placas de acero, el tratamiento de templado de recalentamiento (RQ), en donde una placa de acero se enfria por el aire después de que se finaliza la laminación en caliente en las respectivas condiciones descritas en la Tabla 2 y la placa de acero se vuelve a calentar a una temperatura descrita en las Tablas 2 y, después de eso, se realiza el templado. En los ejemplos descritos en las Tablas 2-3, las velocidades de enfriamiento de 800 °C a 500 °C en DQ o RQ también se indicaron. En general, con respecto a un acero al C-Mn ordinario, la transformación durante el enfriamiento se inicia a una temperatura de aproximadamente 800 °C y se completa a una temperatura alrededor de 500 °C. Por lo tanto, una velocidad de enfriamiento de 800 °C a 500 °C influye enormemente en el comportamiento de transformación del acero. Por consiguiente, la velocidad de enfriamiento de 800 °C a 500 °C se ha utilizado generalmente como una velocidad de enfriamiento representativa para la estimación del comportamiento de transformación del acero.
Se muestrearon probetas de las placas de acero fabricadas, y las probetas se sometieron a una observación de la estructura, un ensayo de dureza de superficie, un ensayo de impacto Charpy, y un ensayo de resistencia al desgaste corrosivo. Se adoptaron los siguientes métodos de ensayo. Los resultados de la observación de la estructura, del ensayo de dureza de superficie, del ensayo de impacto Charpy, y del ensayo de resistencia al desgaste corrosivo se muestran en la Tabla 3 (Tabla 3-1, Tabla 3-2, y Tabla 3-3). (1) Observación de la Estructura Se muestrearon probetas para la observación de la estructura de las placas de acero fabricadas en una posición de 1/2 de espesor de placa de la placa de acero de tal manera que una superficie de observación se convierte en una sección transversal paralela a la dirección de laminación. La superficie de observación de las probetas para la observación de la estructura se pulió y se grabó mediante un ácido picrico exponiendo de esta manera granos g previos. Después de eso, las superficies de observación se observaron mediante un microscopio óptico (aumento: 400 veces). Se midieron los diámetros de circulo equivalentes de 100 respectivos campos de visión de los granos g previos, se calculó una media aritmética con base en los diámetros de circulo equivalentes obtenidos, y la media aritmética se estableció como el tamaño de grano g previo de la placa de acero .
Se muestrearon probetas de película delgada (probetas para la observación de la estructura mediante un microscopio electrónico de transmisión) de las placas de acero fabricadas en una posición de 1/4 de espesor de placa de la placa de acero de la misma manera. A continuación, la probeta de película delgada se molió y se pulió (pulido mecánico, pulido electrolítico) formando de esta manera una película delgada. A continuación, cada 20 campos de visión de la película delgada se observaron mediante un microscopio electrónico de transmisión (aumento: 20000 veces), una región en donde la cementita no precipita se reconoció como una región de fase martensítica, y el área de la región se midió. El área de la región de fase martensítica se indicó mediante una relación (%) con respecto a toda la estructura, y esta relación se estableció como una fracción martensítica (relación de área). También, se determinó una especie de una fase en donde la cementita precipita. (2) Ensayo de dureza de superficie Se muestrearon probetas para la medición de la dureza de superficie de las placas de acero fabricadas, y la dureza de superficie HBW 10/3000 se midió de acuerdo con JIS Z 2243 (1998). En la medición de la dureza, se utilizó una bola dura de tungsteno que tiene un diámetro de 10 mm, y el peso se estableció en 3000 kgf. (3) Ensayo de impacto Charpy Se muestrearon probetas con muescas en V de las placas de acero fabricadas en una posición de 1/4 de espesor de placa de la placa de acero, en la dirección (dirección C) perpendicular a la dirección de laminación, y un ensayo de impacto Charpy se realizó de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242 (1998). Se obtuvo la energía absorbida vE-40 (J) bajo la condición de una temperatura de ensayo a -40 °C. El número de probetas fue de tres para cada una de las placas de acero, y una media aritmética de los valles obtenidos de tres probetas se establece, respectivamente, como la energía absorbida vE-40 de la placa de acero. La placa de acero que tiene la energía absorbida VE-4O de 30 J O más se evaluó como la placa de acero que tiene una excelente tenacidad. (4) Ensayo de resistencia al desgaste corrosivo Se muestrearon probetas de desgaste (tamaño: espesor de 10 m , anchura de 25 mm y longitud de 75 mm) de las placas de acero fabricadas en una posición de 1 mm de distancia de una superficie de la placa de acero fabricada. Estas probetas de desgaste se montaron en un probador de desgaste, y se llevó a cabo un ensayo de desgaste.
La probeta de desgaste se montó en el probador de desgaste de tal manera que la probeta de desgaste fue perpendicular a un eje de rotación de un rotor del probador y una superficie de 25 mm c 75 mm fue paralela a la dirección tangencial circunferencial de un circulo de rotación, la probeta y el rotor se cubrieron con un recipiente externo, y un material de desgaste se introdujo en el interior del recipiente externo. Como el material de desgaste, se utiliza una mezcla en donde arena de sílice que tiene un tamaño de grano promedio de 0.65 mm y una solución acuosa de NaCl que se preparó de tal manera que la concentración llega a ser de 15000 ppm en masa se mezclaron conjuntamente de tal manera que una relación en peso entre la arena de sílice y la solución acuosa de NaCl llega a ser de 3:2.
Las condiciones de ensayo se establecieron de tal manera que el rotor se hizo girar a 600 rpm y el recipiente externo se hizo girar a 45 rpm. El ensayo se finalizó hasta que las revoluciones del rotor llegaron a ser 10800 veces en total. Después de que se finalizó el ensayo, se midieron los pesos de las respectivas probetas. La diferencia entre el peso después del ensayo y el peso inicial (=una cantidad de reducción de peso) se calculó, y una relación de resistencia al desgaste (= (valor de referencia)/(cantidad de reducción de peso de la probeta)) se calculó utilizando una cantidad de la reducción de peso de la placa de acero SS400 estipulada en aceros Laminados para estructura general, Tensión de rotura de clase 400 MPa (JIS G3101) (ejemplo convencional) como un valor de referencia. Cuando la relación de resistencia al desgaste fue de 1.5 o más, la placa de acero se evaluó como la placa de acero "que tiene excelente resistencia al desgaste corrosivo".
N> N> O n O en [Tabla 1] O tvj Cn O Cn o en Continuación > t\ n O en O Un [Tabla 2-1] G [? Ln O en O en Continuación 'DQ: templado directo, RQ: templado de recalentamiento N) n o en o en [Tabla 2-2] (\J Oí O Oí O Oí (Continuación) 'DQ: templado directo, RQ: templado de recalentamiento ro ro en o Cn o en [Tabla 2-3] fDQ: templado directo, RQ: templado de recalentamiento [Tabla 3-1] [Tabla 3-2] [Tabla 3-3] Todos los ejemplos de la presente invención exhiben alta dureza de superficie de 450 o más en HBW 10/3000, excelente tenacidad a baja temperatura de vE-40 de 30 J o más, y excelente resistencia al desgaste corrosivo de la relación de resistencia al desgaste de 1.5 o más. Además, la placa de acero enfriada con una mayor velocidad de enfriamiento tiene una mayor fracción martensitica. Particularmente, la placa de acero que tiene una fracción martensitica de 98% o más exhibe excelente resistencia al desgaste corrosivo, en particular, en comparación con la placa de acero que tiene una fracción martensitica de menos de 98% y que tiene la misma composición. Por otra parte, los ejemplos comparativos que quedan fuera del alcance de la presente invención exhiben una reducción de la dureza de superficie, una reducción de la tenacidad a baja temperatura, una reducción de la resistencia al desgaste corrosivo o una reducción de dos o más de estas propiedades.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad a baja temperatura y excelente resistencia al desgaste corrosivo, la placa de acero caracterizada porque tiene la composición que contiene en % en masa: 0.23% a 0.35% de C, 0.05% a 1.00% de Si, 0.1% a 2.0% de Mn, 0.020% o menos de P, 0.005% o menos de S, 0.005% a 0.100% de Al, 0.03% a 2.0% de Cr, y 0.03% a 1.0% de Mo en un estado en donde DI* definido por la siguiente fórmula (1) se satisface en 45 o más, y que contiene además Fe restante e impurezas inevitables como un equilibrio, la placa de acero tiene una estructura en donde una fase martensítica en estado templado forma una fase principal y el tamaño de grano de los granos de austenita previos es de 30 o menos, y la dureza de superficie de la placa de acero es de 450 o más a una dureza Brinell HBW10/3000. Fórmula 1 DI*=33.85c(0.lxC)°·5c(0.7xSi+l)c(3.33cMh+1)c(0.35xCu +1)x(0.36Ni +l) (2.16xCr+l)c(3cMo+1)c(1.75xV+l), donde, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo y V en la fórmula (1) se refieren a los contenidos (% en masa) de los elementos respectivos.
2. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque la composición de acero adicionalmente contiene en % en masa uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.1% de Nb, 0.005% a 0.1% de Ti, y 0.005% a 0.1% de V.
3. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada además porque la composición de acero adicionalmente contiene en % en masa uno o dos tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.005% a 0.2% de Sn y 0.005% a 0.2% de Sb.
4. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada además porque la composición de acero adicionalmente contiene en % en masa uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.03% a 1.0% de Cu, 0.03% a 2.0% de Ni, y 0.0003% a 0.0030% de B.
5. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada además porque la composición de acero adicionalmente contiene en % en masa uno o dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste en 0.0005% a 0.008% de REM, 0.0005% a 0.005% de Ca, y 0.0005% a 0.005% de Mg.
6. La placa de acero resistente a la abrasión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada además porque el contenido de la fase martensitica en estado templado es de 98% o más en términos de fracción en volumen.
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