[發明專利]一種韌性大于50J/cm2的低合金耐磨鋼及生產方法

有效

• 申請號: 201510099344.7
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104651735B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 馬玉喜;煉容彪;郭斌;陶軍暉;杜明;宋暢;段小林
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C21D8/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及耐磨鋼及方法，具體地屬于一種低合金耐磨鋼及生產方法，確切地為一種韌性大于50J/cm²的低合金耐磨鋼及生產方法。

背景技術

國內現階段使用的耐磨鋼材料主要有高錳鋼、低合金鑄鐵、低合金鋼。高錳鋼的鑄態組織通常由奧氏體、碳化物和珠光體組成，經過水韌處理后在高沖擊工況下，金屬表面發生塑性變形，其變形層內有明顯的加工硬化現象，表層硬度大幅提高；在低沖擊工況下，由于加工硬化效果不明顯，無法達到較好的效果。低合金鑄鐵多通過碳化物來增強硬度，即通過高硬度來增強耐磨性，但碳化物和基體的硬度值相差較大會導致裂紋產生，降低鋼的塑韌性。低合金鋼通過加入少量的合金元素，產生抗磨的硬質相，得到的鋼抗耐磨性較好，但硬質相與基體的硬度的差別會導致裂紋產生和擴展，降低鋼的塑韌性。

??????隨著工業發展的進步，耐磨鋼的生產已經有很大的突破。本技術領域人員在此期間也進行了大量的試驗研究，以促進耐磨鋼向更高級別和更優性能的方向發展。但總的來講，只是在某一方面相對較優良，總體性能還不能完全滿足新興市場或新形勢的要求，如存在雖然韌性高達60J/cm²，但硬度又較低，僅有50左右的洛氏硬度，延伸率也低，或者由于對Cr/Mo及Mn/Si沒有明確及嚴格控制，導致質量穩定性差，易造成鋼板產生裂紋并擴展，成為不合格品，極大的浪費能源及資源。

如經檢索：中國專利公開號為CN?103014521的文獻，公開了一種“高硬度高韌性耐磨鋼及其生產方法”，?雖韌性較好，甚至高達60J/cm²，但由于沒有優化合金元素的配比，即限定Cr/Mo及Mn/Si，韌性的穩定性差，還由于其含碳量較高，易產生裂紋，導致裂紋發生頻率增加。

中國專利公開號為CN?102605272的專利文獻，其公開了“一種低合金超高強度耐磨鋼及其生產方法”，其不僅延伸率較低，最大值只有11%，硬度也僅有50左右的洛氏硬度，沖擊韌性也僅有35/cm²左右，而且還加入了稀土元素。

中國專利公開號為CN?103255341?的文獻，其公開了“一種高強度高韌性熱軋耐磨鋼及其制造方法”，其同樣由于未限定Cr/Mo及Mn/Si，韌性的穩定性差，延伸率和沖擊韌性較低，且制造中采用TRIP效應來增強耐磨鋼的硬度和耐磨性，其只有在高沖擊條件下，TRIP效應效果才較好，對于在中低沖擊工況下與高錳鋼類似，表面硬化效果不明顯。并且添加了Ni元素，生產成本也較高。

本發明在增強耐磨性的同時提高了鋼的韌性。利用Mn和Si合金元素合理搭配，充分發揮Si元素細晶強化作用，減緩Mn含量較高時對晶粒度增大的不利影響。適當加入Cr、Mo、Ti合金化元素，利用第二相粒子的析出有效提升耐磨性和塑韌性。Mo₂C較Cr₇C₃穩定，對提高耐磨性有利，脆性較大，通過Cr/Mo合理配比，控制Mo₂C含量，降低鋼的脆性。鋼中的TiC具有晶界釘扎和細化晶粒的作用，加入0.20%~0.35%。在工藝上通過軋后冷卻和300℃~450℃范圍保溫控制，對C元素進行二次分配提高膜片狀奧氏體的比例，有利于大幅度提高鋼板的塑韌性。

發明內容

本發明針對現有技術存在的韌性不穩定或較低，易產生裂紋，整體性能不能滿足耐磨鋼使用領域的不斷發展的要求等不足，提供一種韌性大于50J/cm²，且整體性能優良的低合金耐磨鋼及生產方法。

實現上述目的的措施：

一種韌性大于50J/cm²的低合金耐磨鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.20%~0.45%，Si：0.4%~0.70%，Mn：1.6%~2.0%，Cr：0.50%~1.50%，Mo：0.20~0.50%，Ti：0.20%~0.35%，B：0.001%~0.005%，?P≤0.005%，S≤0.005%，余量為Fe及不可避免的雜質；并控制Cr/Mo比值在2.0~5.0，Mn/Si在3~4；并經淬火+回火熱處理后鋼板微觀組織中膜片狀奧氏體在5～12%，其余為回火馬氏體。

優選地：Mo的質量百分比含量在0.5%~0.7%。

生產一種韌性大于50J/cm²的低合金耐磨鋼的方法，其步驟：

??1）經轉爐及真空爐冶煉后澆鑄成型，澆注溫度為1550℃~1570℃，澆鑄過程中拉速為0.80～1.0m/min；