[發(fā)明專利]具有優(yōu)異韌性和可焊接性的耐磨鋼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280070742.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN104245989A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 崔鐘教;張宇吉;樸永桓;李弘周
• 申請（專利權）人: POSCO公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/12;C22C38/14
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于重型施工設備、自卸卡車、采礦機器和輸送機的鋼，其具有360以上的布氏硬度，更具體而言，涉及一種具有優(yōu)異韌性和可焊接性的耐磨鋼。

背景技術

耐磨鋼目前被用于工業(yè)領域(如建筑、交通、采礦、和鐵路工程)中要求耐磨特性的設備或部件。

耐磨鋼大致分為奧氏體加工硬化鋼和高硬度馬氏體鋼。

奧氏體加工硬化鋼的一個代表性實例是已被使用了約100年的哈德菲爾德高錳鋼(Hadfield?steel)。哈德菲爾德高錳鋼包含約12％的錳(Mn)和約1％的碳(C)，其微觀結構包括奧氏體，并且哈德菲爾德高錳鋼被用于各個領域，如采礦業(yè)、鐵路工程和國防領域。然而，由于其初始屈服強度相對較低，約為400MPa，其作為一般耐磨鋼或結構鋼的應用受到限制。

相反，由于高硬度馬氏體鋼具有高的屈服強度和抗張強度，高硬度馬氏體鋼被廣泛應用于結構材料和運輸/建筑設備。一般來說，高硬度鋼包含大量的碳和大量的合金元素，且為確保馬氏體結構能夠提供足夠的強度，淬火過程是必需的。典型的馬氏體耐磨鋼包括自SSAB?AB公司的HARDOX系列鋼，其強度和硬度都是優(yōu)異的。

在許多情況下，根據其使用環(huán)境需要具有高耐磨損性的耐磨鋼，此類鋼的表面部分的硬度對于確保該表面的耐磨損性是非常重要的。通常，添加大量的合金元素以獲得表面部分的高硬度，并且，耐磨損的耐磨鋼含有大量的對表面部分的硬度有巨大影響的碳。然而，當包含大量的碳時，在焊接期間易在焊接區(qū)產生裂紋。同時，當產品的厚度增加時，該產品的中心可能很難獲得高硬度。因此，添加大量的硬化元素，如鉻(Cr)或鉬(Mo)以彌補這一點。然而，由于必須添加昂貴的硬化元素，生產成本可能會增加。此外，也可以添加相對昂貴的鎳(Ni)來提高產品的沖擊特性。然而，當產品的厚度增加時，所需Ni的量增加。因此，這樣是不經濟的。

發(fā)明內容

技術問題

本發(fā)明的一個方面提供了一種低成本、耐摩損的耐磨鋼，其中，增加生產成本的相對昂貴的合金成分(如鎳(Ni)、鉬(Mo)和鉻(Cr))的量相對減少，并且焊接區(qū)域的性能也很優(yōu)異。

技術方案

根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種耐磨鋼，其包含：2.6重量％至4.5重量％的錳(Mn)；滿足(6-Mn)/50≤C≤(10-Mn)/50的碳(C)；0.05重量％至1.0重量％的硅(Si)；和余量的鐵(Fe)以及其他不可避免的雜質，其中，表面部分的布氏硬度在360至440的范圍內。

有益效果

根據本發(fā)明，可提供一種具有優(yōu)異的耐磨性、可焊接性和韌性的耐磨鋼。

附圖說明

圖1示出了根據錳含量的最低預熱溫度的測量結果，所述最低預熱溫度用于防止在Y型坡口焊接試驗期間冷裂紋的產生；

圖2示出了本發(fā)明所限定的錳和碳的含量的范圍；

圖3示出了根據衍生自本發(fā)明的碳含量的表面部分的布氏硬度變化；

圖4示出了根據P_c值的本發(fā)明的高錳耐磨鋼和常規(guī)耐磨鋼的可焊接性；以及

圖5示出了本發(fā)明的高錳耐磨鋼和常規(guī)耐磨鋼在厚度方向上的布氏硬度的變化。

具體實施方式

由于進行了大量的研究來解決常規(guī)耐磨鋼耐磨損性的局限性，本發(fā)明人認識到，通過向鋼中添加適量的錳并根據錳含量精確控制碳含量，同時相對降低昂貴的合金元素(如鎳、鉬和鉻)的含量可生產具有改善的耐磨性、韌性和可焊接性的耐磨損性耐磨鋼，從而完成了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明涉及一種低碳、高錳耐磨鋼，其中，通過控制成分體系使馬氏體作為其中的主相，從而提高耐磨性、可焊接性和韌性。

高錳鋼通常代表含有2.6重量％以上的錳的鋼。通過利用高錳鋼的微觀結構特性可形成各種物理性質的結合，并且，高錳鋼具有可解決上述常規(guī)高碳、高合金馬氏體耐磨鋼的技術局限性的優(yōu)點。

在高錳鋼中的錳含量為2.6重量％以上的情況下，由于連續(xù)冷卻轉變圖上的貝氏體或鐵素體形成曲線迅速向后移動，在熱軋或固溶處理后，馬氏體可以比常規(guī)高碳耐磨鋼更低的冷卻速率穩(wěn)定形成。另外，在錳含量高的情況下，可以與常規(guī)高碳馬氏體鋼相比相對更低的碳含量獲得高硬度。