[發明專利]一種500HB級耐磨鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201010185080.4
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102260829A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 姚連登;李紅斌;劉自成;趙小婷
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及冶金領域的耐磨鋼板及其制造方法，尤其涉及一種500HB級的耐磨鋼板及其制造方法。

背景技術

在各種工程領域，當工程所使用的材料工作條件特別惡劣的情況下，往往需要使用強度高、硬度高的耐磨鋼板以減少設備的磨損量，延長設備的使用壽命。

鋼板的耐磨性主要取決于其硬度，此外，鋼的韌性對鋼的耐磨性也有一定的影響，一般來說，鋼的強度、硬度越高，其碳和合金的含量就越高，隨之其焊接性能就越差，同時切割、彎曲等使用性能也較差，這就限制了高硬度耐磨鋼在工程上的廣泛應用。

表1所示的是現有涉及耐磨鋼的專利文件中所披露的鋼種化學成分和含量。由表1可以看出，公開號分別為CN1132264(公開日為1996年10月2日)、CN1189542(公開日為1998年8月5日)、CN1385549(公開日為2002年12月18日)和CN1132263(公開日為1996年10月2日)的中國專利文件中所述的鋼種均為高碳-高硅-高錳-高鉻成分體系，合金含量高，有損于焊接性及韌性等性能；公開號為CN1865481(公開日為2006年11月22日)的中國專利文獻中所述的鋼種為高硅-高錳成分體系，其雖然碳含量較低，但有損于韌性；公開號為FR2847272(公開日為2004年5月21日)的法國專利文獻中所公開的鋼種合金元素種類多、含量高，成本較高，且不利于焊接和機械加工。

因此，合理設計碳和合金元素的種類及含量，研發高性能且適用性佳的低合金耐磨鋼具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種500HB級耐磨鋼板及其制造方法，通過合理的成分設計，在盡量降低碳及合金元素含量的基礎上實現高強度、高硬度和韌性的良好匹配，同時通過合理的工藝設計，使得制造出的耐磨鋼板有較佳的焊接性能、切割性能以及彎曲性能等使用性能，進而有益于耐磨鋼在工程上的廣泛應用。

根據本發明的上述目的，本發明提供了一種500HB級耐磨鋼板，其化學元素質量百分配比為：C：0.23～0.33％；Si：0.10～0.50％；Mn：0.50～1.50％；Cr≤1.50％；Mo≤0.80％；Al：0.01～0.10％；Ti：0.01～0.10％；B：0.0005～0.0040％；RE：0.01～0.08％；Ca：0.002～0.010％；Ni≤2.50％；P≤0.050％；S≤0.030％；余量為Fe和其他不可避免的雜質；且上述各化學元素的質量百分含量滿足：

1.50％≥(Si+Mn)≥0.50％；

0.15％≥(Al+Ti)≥0.03％。

本發明所述的500HB級耐磨鋼板的成分設計原理具體如下：

C元素是耐磨鋼中最基本、最重要的元素，其可以顯著提高鋼的強度和硬度，進而提高鋼的耐磨性。但是C元素對鋼的韌性和焊接性能不利。因此，應合理控制鋼中的C元素含量，從而在獲得高強度、高硬度的同時保證鋼板的韌性及焊接性能。

Si元素固溶在鐵素體和奧氏體中可以提高它們的硬度和強度，然而Si元素含量過高會導致鋼的韌性急劇下降。同時考慮到Si元素與O元素的親和力比鐵強，焊接時容易產生低熔點的硅酸鹽，增加了熔渣和熔化金屬的流動性，影響焊縫質量，因此含量不易過多。

Mn元素會強烈增加鋼的淬透性，降低馬氏體轉變溫度和鋼的臨界冷卻速度。但Mn含量較高時，有使晶粒粗化的傾向，并增加鋼的回火脆敏感性，而且容易導致鑄坯中出現偏析和裂紋，降低鋼板的性能。同時Si元素、Mn元素可以部分相互取代，但Si、Mn含量同時較高時，對焊接性能十分不利，要加以限制，因此，優選其含量限制在0.50wt％≤(Si+Mn)≤1.50wt％范圍。

Cr元素可以降低臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。Cr元素在鋼中可以形成(Fe，Cr)₃C、(Fe，Cr)₇C₃和(Fe，Cr)₂₃C₇等多種碳化物，提高鋼的強度和硬度。Cr元素在回火時能阻止或減緩碳化物的析出與聚集，可以提高鋼的回火穩定性。

Mo元素可以細化晶粒，提高強度和韌性。Mo元素在鋼中存在于固溶體相和碳化物相中，因此，含鉬鋼同時具有固溶強化和碳化物彌散強化的作用。此外，Mo元素是減小回火脆性的元素，可以提高回火穩定。