[發明專利]高韌性超高強度耐磨鋼板及其生產方法

無效

• 申請號: 200910013285.1
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101638755A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 王昭東;袁國;鄧想濤;李勇;田勇;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/54;C22C38/38;C22C38/32;C22C33/04;C21C1/02;C21C5/30;C21C7/10;C21D8/02;C21D1/18
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司
• 代理人: 崔紅梅

技術領域

本發明涉及低合金化鋼制造領域，一種高韌性超高強度耐磨鋼板及其生產方法。

背景技術

耐磨鋼板被廣泛應用于工作條件惡劣，要求強度高、耐磨性好的工程、采礦、建筑、農業、水泥生產、港口、電力以及冶金等機械產品上，如推土機，裝載機，挖掘機，各種礦山機械等。然而隨著機械制造業的發展，對耐磨鋼的生產提出了更高的要求。耐磨鋼的強度和硬度趨向于更高的水平，以適合于嚴酷的工作環境，并降低機身自重。要求更好的強韌性能匹配，以提高設備的使用壽命。由于焊接工藝在機械生產中的日益突出的作用，要求耐磨鋼應具有較好的焊接性能。同時，合金添加量趨于更低的水平，以降低生產成本，并提高焊接性。

目前已經有不少關于耐磨鋼的專利報導，但是其產品性能對于耐磨鋼的發展趨勢來說總是有各種不足之處。例如，2009年1月7日公告的專利號ZL?200510078257.X，名稱“高強度耐磨鋼及其制造方法”所發明的鋼種，強度和韌性指標高，但含碳量高，且焊接性能不好。又如，2009年5月13日公布的沈陽重型機械集團的發明專利申請，名稱為“一種不經熱處理可焊接高強度耐磨鋼板及其制備方法”，其鋼種韌性和焊接性較好但強度和硬度較低。2008年8月27日武鋼公開的專利號為ZL?200810047196.4，名稱“一種超高強度耐磨鋼板及其生產方法”，該專利化學成分質量百分比為C?0.10～0.17％，Si0.25～50％，Mn?1.2～1.5％，P≤0.018％，S≤0.008％，Cr?0.20～0.50％，Ni?0.25～0.50％，Mo0.10～0.40％，Als0.02～0.06％，B≤0.005％，RE≤150g/噸鋼，該專利采用控制軋制+調質處理，硬度在HBW380～400之間，該發明有良好的耐磨性和強韌性，但是，它加入了一定量的Mo和RE，使得成本較高，且硬度相對來說偏低。還有歐洲專利“An?abrasion?resistantsteel”，專利號EP0527276，雖韌性很高，A₅₀達23％，但是它加入了一定量的Mo、V及較多的Cr微合金元素，從而使得焊接性能不是很好。

發明內容

本發明的目的是提供一種高韌性超高強度耐磨鋼板及其生產方法，克服現有技術中存在的不足，采用無V，且無Mo、Ni或少Mo、Ni成分體系，制造出綜合性能優良的低合金超高強高韌性可焊接耐磨鋼板。

本發明的這種高韌性超高強度耐磨鋼板，其特征在于其性能指標為：表面硬度達420～480HB，抗拉強度(Rm)為1300～1500MPa，-40℃沖擊韌性40～65J，延伸率A₅₀11～17％，碳當量0.41～0.55；其化學成分按質量百分比為：C?0.15～0.26％，Si?0.20～0.55％，Mn1.0～1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Mo?0.00～0.60％，Ni?0.00～0.50％，Cr?0.20～1.00％，Ti?0.01～0.05％，Als?0.02～0.04％，B?0.0005～0.004％，余量為Fe及不可避免的雜質。

該高韌性超高強度耐磨鋼板的生產方法，包括以下步驟：高潔凈鋼冶煉-鐵水脫硫-轉爐頂底復合吹煉-真空處理-鑄坯-板坯加熱-粗軋-精軋-空冷或水冷-熱處理；其特征在于工藝參數：

1.加熱階段：為了使微合金元素充分溶解，同時保證一定的奧氏體晶粒度，均熱溫度采用1180℃～1240℃，加熱時間不少于2小時；

2.粗軋開軋溫度≥1050℃，終軋溫度≥980℃，道次壓下率為10～25％，以保證完成再結晶，細化奧氏體晶粒；

3.精軋開軋溫度為880～950℃，終軋溫度≥820℃，未再結晶區累積壓下率為40％～70％，進一步細化組織；

4.鋼板熱處理，淬火溫度900～950℃，保溫時間1.5～3min/mm×板厚；回火保溫溫度200～300℃，保溫時間1～3min/mm×板厚。

按以上方法生產的高韌性超高強度耐磨鋼板，其表面硬度HBW達420～480，-40℃沖擊韌性≥40J，同時具有良好的強韌性匹配及高耐磨性，碳當量較低，在0.41～0.55之間，保證了良好的焊接性能。由于合金元素含量較低，降低了生產成本，且該鋼具有良好的強韌性和焊接性能匹配，因此有較高的生產和應用價值。