[發(fā)明專利]一種低合金超高硬度耐磨鋼板生產(chǎn)工藝方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910090637.3
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN101698900A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武會賓;王立軍;蔡慶伍;余偉;唐荻
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D8/02
• 分類號: C21D8/02;C21D1/18;C22C38/58;C22C38/54;C22C38/38;C22C38/34;C22C38/32
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種低合金超高硬度耐磨鋼板生產(chǎn)工藝方法。

背景技術(shù)

在冶金、礦山、機械制造及軍事等各個工業(yè)部門中，許多工件及機器設(shè)備用鋼由于磨損而迅速失效，給國民經(jīng)濟造成巨大損失。為提高鋼件的耐磨性，防止材料早期失效，須對鋼板進行硬化處理。如中國專利申請(申請?zhí)枮?00510025978.4)“一種貝氏體耐磨鋼板制備工藝”公布了通過添加變質(zhì)劑和多元微合金化處理可以實現(xiàn)HRC硬度30～50，抗拉強度大于1000Mpa。此專利不足在于需要添加變質(zhì)劑，冶煉工藝復雜，不易穩(wěn)定控制。中國專利申請(申請?zhí)?00510079346.6)“超細貝氏體耐磨鋼及其制造工藝”公開了一種高碳MnCrWSiA1V系低合金鋼，缺陷在于高碳含量使得無法以軋制形式生產(chǎn)，因而難以大規(guī)模工業(yè)推廣。又如2000中國專利申請(申請?zhí)?0125376.X)“高硬度耐磨低碳合金鋼板”，此專利只可實現(xiàn)鋼板硬度400～500HB，對于500HB以上的超高硬度卻無能為力。此外，傳統(tǒng)的高合金耐磨鋼也因高成本、冶煉工藝復雜、加工困難等缺陷逐步被市場淘汰。因此，根據(jù)市場需要，迫切需要開發(fā)一種工業(yè)可以穩(wěn)定生產(chǎn)的低合金經(jīng)濟適用型超高硬度耐磨鋼板。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濟適用型低合金超高硬度耐磨鋼板生產(chǎn)工藝，該工藝生產(chǎn)的耐磨鋼板硬度大于500HB，合金總量小于6％，具有低成本、高附加值、工藝穩(wěn)定易于實現(xiàn)等功效。

本發(fā)明利用對軋制后的鋼板實施強化控制冷卻和再次離線加熱淬火工藝路線，并對鋼板的合金成分作了精心設(shè)計。成分設(shè)計的準則包括：一是強化添加淬硬性元素Cr、B、Si，二是盡量避開或降低利用貴重元素如Cu、Ni、稀土等含量以節(jié)省投資成本。

一種低合金超高硬度耐磨鋼板生產(chǎn)工藝方法，其特征是：將軋后的鋼板進行強化控制冷卻，開冷溫度為850～780℃，冷卻速度控制在15～30℃/s，終冷溫度350～550℃；之后空冷至室溫，再加熱10min～120min淬火至室溫，淬火溫度為950～900℃；對淬火后的鋼板進行100～400℃回火，回火時間控制在20min～180min。

前述方法中，鋼板合金成分按重量百分比為：C占0.20-0.25％，Si占0.30-2.0％，Mn占1.5-1.9％，Cr占0.7-1.4％，B占0.002-0.005％，Ni≤0.50％，Mo≤0.40％，Nb≤0.10％，V≤0.07％，Ti≤0.040％，合金含量總量小于6％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

前述方法中，鋼板厚度為10～50mm。

傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)硬度大于500HB的耐磨鋼板采用兩種途徑：(1)高碳或高合金化，(2)雙加熱淬火或多次加熱淬火。前者成本過高且后續(xù)加工困難，后者多次加熱高耗能，且鋼板殘余應力明顯易于出現(xiàn)裂紋，兩者均不利于鋼鐵工業(yè)持續(xù)循環(huán)利用。

相比而言，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)合金總量及貴重金屬較少，不含稀有金屬，投資成本低，經(jīng)濟適用。

(2)控制冷卻后在空氣中自然冷卻，可充分利用鋼板余熱進行自回火，消除殘余應力，改善組織均勻性，防止裂紋的生成。

(3)只需一次加熱淬火，節(jié)約了能源，降低了生產(chǎn)成本，易于生產(chǎn)維護。

(4)強化控制冷卻與再加熱淬火工藝的合理搭配，易于形成貝氏體和馬氏體復相鋼，提高了鋼板的綜合力學性能和使用壽命。

具體實施方式

實施例1

將鋼水連鑄成230mm的坯料，其傳學成分為C占0.23％，Si占0.40％，Mn占1.7％，Cr占1.2％，B占0.004％，Ni占0.30％，Mo占0.30％，Nb占0.06％，V占0.04％，Ti占0.014％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。將坯料在1220℃均熱，保溫150min，后進行高壓水除鱗，進行粗軋和精軋，粗軋開軋溫度1170℃，粗軋終軋溫度1040℃；中間坯厚度80mm。中間坯空冷待溫到930℃開始精軋，精軋終軋溫度830℃。

將軋后的12mm鋼板進行強化控制冷卻，開冷溫度為820℃，冷卻速度28℃/s，終冷溫度450℃；之后空冷至室溫，然后再加熱30min淬火至室溫，淬火溫度為920℃；對淬火后的鋼板進行200℃低溫回火，回火時間控制在20min。

對鋼板力學性能檢驗獲知，平均硬度為540HB，抗拉強度為2020Mpa，沖擊功(-20℃)為21J。

實施例2