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CN106521361A - 一种高性能耐磨钢板及其生产方法 - Google Patents

一种高性能耐磨钢板及其生产方法 Download PDF

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CN106521361A CN201610946694.7A CN201610946694A CN106521361A CN 106521361 A CN106521361 A CN 106521361A CN 201610946694 A CN201610946694 A CN 201610946694A CN 106521361 A CN106521361 A CN 106521361A
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Abstract

本发明公开了一种高性能耐磨钢板及其生产方法，属于冶金技术领域，所述钢板由以下质量百分含量的组分组成：C：0.41%～0.47%，Si：0.10%～0.50%，Mn：0.5%～1.00%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr：0.15%～0.40%，Ni：1.5%～2.50%，Al：0.020%～0.050%，Mo：0.25%～0.50%，Ti：0.010%～0.020%，V：0.020%～0.04%，B：0.0008%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括冶炼连铸工序、加热、轧制工序和热处理工序；所述轧制工序采用二阶段控轧工艺。本发明的高级别耐磨钢板最大厚度可达到60mm，具有强度适中、板厚1/4处‑20℃低温冲击韧性优良的特点，有广阔的应用前景。

Description

一种高性能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,具体涉及一种高性能耐磨钢板及其生产方法。
背景技术
耐磨钢钢作为一种重要的耐磨材料，被广泛应用于矿山、煤矿和机械等行业之中。我国工程机械等行业的飞速发展，各类机械设备的复杂化、大型化及轻量化对该类钢提出了更高的要求,即用于制造这些设备的低合金高强耐磨板不但要求具有更高的硬度，而且还要求良好的韧性。我国耐磨钢的开发起步较晚，目前对于高级别耐磨钢仍然依赖于进口。因此,行业内亟待开发一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种最大厚度为60mm、韧性优良、同板硬度均匀的高级别耐磨钢板；本发明还提供了一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板及其生产方法。
为达到上述要求，本发明采用下述技术方案：一种高性能耐磨钢板，所述钢板由以下质量百分含量的组分组成：C：0.41%～0.47%，Si：0.10%～0.50%，Mn：0.5%～1.00%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr：0.15%～0.40%，Ni：1.5%～2.50%，Al：0.020%～0.050%，Mo：0.25%～0.50%，Ti：0.010%～0.020%，V：0.020%～0.04%，B：0.0008%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板最大厚度为60mm。
本发明所述钢板板厚1/4处-20℃纵向冲击功≥20焦耳；钢板表面布氏硬度≥570HB。
本发明所述钢板表面硬度值与板厚1/2处硬度值差值≤50HB。
本发明的另一目的在于提供一种上述高性能耐磨钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼连铸工序、加热、轧制工序和热处理工序；所述轧制工序采用二阶段控轧工艺；所述冶炼连铸工序所得连铸坯由以下质量百分含量的组分组成：C：0.41%～0.47%，Si：0.10%～0.50%，Mn：0.5%～1.00%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr：0.15%～0.40%，Ni：1.5%～2.50%，Al：0.020%～0.050%，Mo：0.25%～0.50%，Ti：0.010%～0.020%，V：0.020%～0.04%，B：0.0008%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢坯加热工序：加热温度≤1240℃，确保钢坯烧透，均热温度1200-1220℃，均热段保温时间≥60min，总加热时间≥12min/cm。
本发明所述轧制工序：采用控轧轧制，第一阶段开轧温度1050℃～1100℃，晾钢厚度≥H+50mm,其中H为成品钢板毫米厚度；第二阶段开轧温度≤950℃，终轧温度800℃～860℃。
本发明所述轧制工序：轧后堆垛缓冷，堆垛时间48小时以上。
本发明所述热处理工序采用淬火+低温回火工艺，淬火介质为水。
本发明所述热处理工序中，淬火温度为910±10℃；回火温度为200±20℃，保温时间为(3.5～4.5)×t分钟，t为成品钢板毫米厚度；保温后空冷制得所述的耐磨钢板。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明生产的硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板，是兼具低温冲击性能的NM600钢板，该钢板最大厚度为60mm；板厚1/4处-20℃纵向冲击功≥20焦耳；钢板表面布氏硬度≥570HB；表面硬度值与板厚1/2处硬度值差值不大于50HB。本发明采用加入高的C含量以保证钢板的强度，通过加入Ni、Mo等合金元素以保证钢板的韧性和回火稳定性，利用控轧工艺并控制终轧温度以确保良好的轧态组织，在此基础，通过淬火+低温回火工艺获得优良、均匀的细小组织，从而得到应能优良的高性能耐磨钢板。
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
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1237℃，均热温度1216℃，均热段保温71min，总加热时间371分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1090℃，第二阶晾钢厚度为115mm，开轧温度为945℃，终轧温为度856℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间51小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为200℃，保温时间为235min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
实施例2
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1230℃，均热温度1220℃，均热段保温67min，总加热时间378分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1090℃，第二阶晾钢厚度为115mm，开轧温度为940℃，终轧温为度860℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间50小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为210℃，保温时间为210min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
实施例3
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1230℃，均热温度1215℃，均热段保温67min，总加热时间378分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1100℃，第二阶晾钢厚度为115mm，开轧温度为940℃，终轧温为度855℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间50小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为920℃，淬火介质为水；回火温度为220℃，保温时间为215min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
实施例4
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1235℃，均热温度1210℃，均热段保温77min，总加热时间372分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1075℃，第二阶晾钢厚度为115mm，开轧温度为935℃，终轧温为度841℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间50小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为195℃，保温时间为245min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
实施例5
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1225℃，均热温度1212℃，均热段保温71min，总加热时间383分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1070℃，第二阶晾钢厚度为115mm，开轧温度为930℃，终轧温为度840℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间55小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为200℃，保温时间为233min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
实施例6
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序：加热温度1230℃，均热温度1210℃，均热段保温75min，总加热时间379分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1070℃，第二阶晾钢厚度为115mm，开轧温度为920℃，终轧温为度829℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间56小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为200℃，保温时间为240min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
实施例7
一种硬度值570HB以上级别高性能耐磨钢板的生产方法如下所述。
本钢板的厚度为60mm，化学成分如表1所示。余量为Fe和不可避免的杂质。各工序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过真空处理，之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯。
（2）加热工序: 加热温度1240℃，均热温度1200℃，均热段保温60min，总加热时间360分钟。
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段开轧温度1050℃，第二阶晾钢厚度为110mm，开轧温度为950℃，终轧温为度800℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间48小时。
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火温度为900℃，淬火介质为水；回火温度为180℃，保温时间为270min，出炉空冷。
所得钢板力学性能如表2所示。
表1实施例1-7产品化学成分及质量百分含量wt,%
表2实施例1-7产品力学性能
由表2的力学性能检验结果可以看出，通过本方法生产出的高性能耐磨钢板性能均满足要求，且板厚1/4处-20℃冲击功最小值≥29J。
本发明并不局限于上述实施例，按照本发明提供的成分要求和生产工艺要求，均可实施。
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)

1.一种高性能耐磨钢板，其特征在于，所述钢板由以下质量百分含量的组分组成：C：0.41%～0.47%，Si：0.10%～0.50%，Mn：0.5%～1.00%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr：0.15%～0.40%，Ni：1.5%～2.50%，Al：0.020%～0.050%，Mo：0.25%～0.50%，Ti：0.010%～0.020%，V：0.020%～0.04%，B：0.0008%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨钢板，其特征在于，所述钢板最大厚度为60mm。
3.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨钢板，其特征在于，所述钢板板厚1/4处-20℃纵向冲击功≥20焦耳；钢板表面布氏硬度≥570HB。
4.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨钢板，其特征在于，所述钢板表面硬度值与板厚1/2处硬度值差值≤50HB。
5.基于权利要求1-4所述的一种高性能耐磨钢板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括冶炼连铸工序、加热、轧制工序和热处理工序；所述轧制工序采用二阶段控轧工艺；所述冶炼连铸工序所得连铸坯由以下质量百分含量的组分组成：C：0.41%～0.47%，Si：0.10%～0.50%，Mn：0.5%～1.00%，P≤0.010%，S≤0.005%，Cr：0.15%～0.40%，Ni：1.5%～2.50%，Al：0.020%～0.050%，Mo：0.25%～0.50%，Ti：0.010%～0.020%，V：0.020%～0.04%，B：0.0008%～0.002%，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述钢坯加热工序：加热温度≤1240℃，确保钢坯烧透，均热温度1200℃-1220℃，均热段保温时间≥60min，总加热时间≥12min/cm。
7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：采用控轧轧制，第一阶段开轧温度1050℃～1100℃，晾钢厚度≥H+50mm，其中H为成品钢板毫米厚度；第二阶段开轧温度≤950℃，终轧温度800℃～860℃。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述轧制工序：轧后堆垛缓冷，堆垛时间48小时以上。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述热处理工序采用淬火+低温回火工艺，淬火介质为水。
10.根据权利要求5-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述热处理工序中，淬火温度为910℃±10℃；回火温度为200℃±20℃，保温时间为(3.5～4.5)×t分钟，t为成品钢板毫米厚度；保温后空冷制得所述的耐磨钢板。
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