[發明專利]一種高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板及制造方法

有效

• 申請號: 201910970664.3
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110592491B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王昭東;鄧想濤;王麒;付天亮;田勇;李家棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明屬于合金鋼技術領域，具體涉及一種高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板及制造方法。按照質量百分比計，所述耐磨鋼板含有如下合金成分：C：0.20?0.40；Mn：3.00?6.00；Si：0.05?0.60；Mo：0.20?0.60；Ti：0.40?0.80；Al：0.02?0.07；S≤0.002；P≤0.01；余量為Fe和不可避免的雜質元素；其中，所述高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板中含有體積分數為10?35％的殘余奧氏體和體積分數為0.5?2.0％的超硬(Ti,Mo)_xC粒子。通過向傳統馬氏體耐磨鋼中引入一定體積分數的殘余奧氏體(10?35％)，在韌性較小時可提高韌性的同時還可以增加耐磨性；通過在基體中形成超硬(Ti,Mo)_xC粒子，可增加鋼板成品的耐磨性，有效阻止磨料壓入鋼板基體或者阻止磨料在鋼板基體表面滑動、鈍化磨粒尖角，使鋼板的耐磨性為同硬度低合金馬氏體耐磨鋼的1.8倍以上。

技術領域

本發明屬于合金鋼技術領域，具體涉及一種高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板及制造方法。

背景技術

在冶金、建筑等工業行業中，物料攪拌和運輸都需要使用大量的耐磨鋼，部分工件形狀復雜，制備過程需要經過彎曲成型。傳統低合金耐磨鋼的組織通常選用單相馬氏體，其耐磨性能與馬氏體基體的硬度直接相關，提高其耐磨性的主要方法是提高碳含量和馬氏體的硬度，據此開發出NM360-NM600全系列低合金耐磨鋼。然而，隨著鋼中碳含量和硬度的增加，鋼的加工性和焊接性將嚴重惡化，難以滿足裝備制造的相關要求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板及制造方法，用以解決現有高硬度耐磨鋼的耐磨性、焊接性能和加工性能差，難以滿足裝備制造相關要求的難題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一方面，本發明提供一種高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板，按照質量百分比計，其含有如下合金成分：C：0.20-0.40；Mn：3.00-6.00； Si：0.05-0.60；Mo：0.20-0.60；Ti：0.40-0.80；Al：0.02-0.07；S≤0.002； P≤0.01；余量為Fe和不可避免的雜質元素；

其中，所述高耐磨性馬氏體/奧氏體雙相耐磨鋼板中含有體積分數為 10-35％的殘余奧氏體(亞穩奧氏體)和體積分數為0.5-2.0％的超硬(Ti,Mo)xC粒子。

根據本發明較佳實施例，其中，C含量和Ti含量滿足： C*(1±5％)＝0.14+Ti/4。

根據本發明較佳實施例，其中，所述超硬(Ti,Mo)xC粒子的硬度為 3100-3300HV，粒子表面平均尺寸為0.6-1μm²。超硬(Ti,Mo)xC粒子可有效增加鋼板成品的耐磨性，使最終鋼板成品的耐磨性是同硬度低合金馬氏體耐磨鋼的1.8倍以上。

根據本發明較佳實施例，按照質量百分比計，所述鋼板還含有選自下述化學成分中的一種或兩種：Nb：0.005-0.05％、V：0.005-0.05％、Ni： 0.20-1.50％。

本發明各元素的作用及對鋼板耐磨性能的影響如下：

碳：碳元素具有強烈的固溶強化作用顯著提高馬氏體的強度和硬度，奧氏體穩定元素提高殘余奧氏體的穩定性，適當含量的碳與鈦結合形成第二相(Ti,Mo)xC粒子，可以顯著提高耐磨性。本發明鋼控制碳含量為 0.20-0.40wt.％，碳含量低于0.20wt.％時，難以形成足夠體積分數的第二相粒子，同時殘余奧氏體穩定性降低，難以獲得較大體積分數的殘余奧氏體；碳含量高于0.40wt.％，則鋼的塑韌性、加工性和焊接性惡化。本發明碳的含量應控制在0.20-0.40wt.％。