本发明专利技术提供了一种NM600高级别低合金耐磨钢及其制造方法，所述钢按重量百分比计为：C0.38‑0.45％、Si0.10‑0.40％、Mn0.30‑0.80％、P≤0.012％、S≤0.003％、Cr0.30‑1.00％、Mo0.20‑0.60％、Ni1.50‑2.50％、Cu0.30‑0.60％、Ti0.008‑0.030％、Nb0.015‑0.050％、V≤0.010、B0.0008‑0.0025％、N≤0.0035％、O≤0.0025％。本发明专利技术还提供了所述NM600高级别低合金耐磨钢制备的钢板，所述钢板的布氏硬度在570‑630HBW之间，‑20℃低温冲击韧性≥27。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐磨钢制造领域，具体涉及一种NM600高级别低合金耐磨钢板及其制造方法。
技术介绍
低合金耐磨钢因其合金含量低，综合性能良好，生产灵活方便等优点，被广泛应用于工作条件恶劣，要求高的强度和硬度、耐磨性好的工程、采矿、建筑、农业、水泥、港口、电力以及冶金等机械装备制造，如推土机，装载机，挖掘机，自卸车，球磨机及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。该类部件一般都在干湿交加的环境极其恶劣的条件下工作，更换困难，要求钢板具有高的强度、硬度及优异的耐磨和耐蚀性能，以及良好的焊接性能等，以此来保证装备有更高的使用寿命。目前，已经有不少关于低合金耐磨钢的专利报导，但是其级别均较低，且硬度韧塑性和成型性均不理想，焊接性能较差，不同时具备优异的耐磨和耐蚀性能，难以满足装备制造大型化、轻量化和长寿命化制造的需求。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目在于提供一种NM600高级别低合金耐磨钢，其思路是采用中高碳和合金化的成分设计，并通过碳、锰、铬、镍、钼和铜等合金元素以及铌、钛、钒等微合金元素的相互配合作用，并辅控制轧制和离线热处理的方法，提供一种适用于NM600高级别低合金耐磨钢板。本专利技术的第二目的在于提供所述钢板，钢板布氏硬度在570-630HB之间，抗拉强度≥1800MPa，延伸率≥8％，-20℃冲击功≥27J，满足90°冷弯不开裂的要求，具有优异的耐磨性能。本专利技术的第三目的在于提供所述的钢板的制造方法，由于铬、镍、钼和铜等多种合金元素的复合添加，本专利技术获得的钢板在保证极高耐磨性能的同时，还具有良好的耐蚀性能。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术的一个方面涉及一种NM600高级别低合金耐磨钢，所述钢包括按重量百分比计的以下组分：C：0.38-0.45％、Si：0.10-0.40％、Mn：0.30-0.80％、P≤0.012％、S≤0.003％、Cr：0.30-1.00％、Mo：0.20-0.60％、Ni：1.50-2.50％、Cu：0.30-0.60％、Ti：0.008-0.030％、Nb：0.015-0.050％、V≤0.010、B：0.0008-0.0025％、N≤0.0035％、O≤0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。碳：碳元素是耐磨钢板获得高的强度和硬度的最关键元素。对于要获得组织为95％及以上马氏体组织以及布氏硬度在570-630HB的钢板而言，碳元素是最重要的元素，且碳元素可以显著提高钢板的淬透性。但由于碳元素的增加，会降低钢板的韧塑性和焊接性能。所以如果钢板既要获得高硬度，又要具备一定的韧塑性和焊接性能，综合考虑，本专利技术的碳元素含量为0.38-0.45％。硅：硅元素在钢中起固溶强化作用，其在奥氏体中的溶解度较大，提高硅含量有利于提高钢的强度和硬度，且能提高奥氏体的稳定性。但硅元素含量过高会导致钢的韧性下降，且高硅含量的钢板加热时的氧化皮粘度较大，出炉后除鳞困难，导致轧后钢板表面红色氧化皮严重、表面质量较差。此外，高硅还不利于钢板的焊接性能。综合考虑硅元素各方面的影响，本专利技术硅元素的含量为0.10-0.40％。锰：锰元素能够扩到奥氏体区，稳定奥氏体组织，其能力仅次于合金元素镍，是廉价的稳定奥氏体和强化合金元素，同时锰元素能够增加钢的淬透性，降低马氏体形成的临界冷速。但锰元素含量过高时，会使钢板有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。本专利技术结合其碳元素和硫元素的控制，锰元素的含量控制在0.30-0.80％。硫和磷：硫元素在钢中易与锰元素等结合形成硫化夹杂物，尤其对钢的横向塑性和韧性不利，因此硫的含量应尽可能地低。磷也是钢中的有害元素，严重损害钢板的塑性和韧性。对于本专利技术而言，硫和磷均是不可避免的杂质元素，应该越低越好，考虑到钢厂实际的炼钢水平，本专利技术要求P≤0.012％、S≤0.003％。铬：铬元素可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。铬在钢中可以形成(Fe，Cr)3C、(Fe，Cr)7C3和(Fe，Cr)23C7等多种碳化物，提高强度和硬度。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢的回火稳定性。在本专利技术中，铬元素的含量应控制为0.30-1.00％。钼：钼元素能显著地细化晶粒，提高强度和韧性。钼元素能减少钢的回火脆性，同时回火时还能析出非常细小的碳化物，显著强化钢的基体。由于钼元素是非常昂贵的战略合金元素，所以本专利技术中可添加不超过0.60％的钼。本专利技术中，钼元素含量为0.20-0.60％。镍：镍元素是稳定奥氏体的元素，在调质钢中加镍元素，可以大幅提高钢的韧性尤其是低温韧性。在本专利技术中，为了保证得到极高的强度和硬度，在合金设计时添加了较高的碳元素，从而会使得钢板的韧塑性非常差。为了保证钢板既具有高的强度和硬度，而且还具有一定的韧塑性，同时还考虑到镍元素属于贵重合金元素，所以本专利技术中镍的含量为1.50-2.50％。铜：铜元素钢中的突出作用是改善钢的耐腐蚀性能，特别是和磷配合使用时，加入铜还能提高钢的强度和屈服比，而对焊接性能没有不利的影响。但当铜元素含量较高时，对热变形加工不利，在热变形加工时导致铜脆现象。考虑到耐磨钢板的应用场合多为磨损和腐蚀同时存在，并考虑到铜元素的不利作用，在本专利技术中，铜元素的含量为0.30-0.60％。钛：钛元素是强碳化物形成元素，钢中加入微量的钛元素有利于固定钢中的氮，形成的TiN，能使钢坯加热时奥氏体晶粒出现异常的长大，细化原始奥氏体晶粒度。本专利技术钛含量控制在0.008-0.030％。铌：铌元素在钢中可以阻止再结晶和阻碍再结晶晶粒长大，提高强度。同时，铌元素在钢中可强烈地形成铌的碳化物和氮化物，从而影响钢的性能，且铌元素能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性。在本专利技术中，铌元素的含量控制为0.015-0.050％。硼：淬透性元素，对提高钢板淬透性尤其是厚规格钢板的淬透性有着重要作用。钢中添加少量的硼元素即可起到较大的增加钢板的淬透性，且硼元素资源富有，价格便宜，添加少量的硼可以显著的节省锰、镍、铬、钼等贵重的合金元素添加。但过多的硼元素会增加晶界的偏聚，从而降低钢铁材料的韧塑性。在本专利技术中，硼元素的含量为：0.0008-0.0025％。优选地，所述钢包括按重量百分比计的以下组分：C：0.40-0.43％、Si：0.25-0.35％、Mn：0.50-0.65％、P≤0.010％、S≤0.002％、Cr：0.40-0.70％、Mo：0.25-0.45％、Ni：1.60-2.00％、Cu：0.45-0.55％、Ti：0.012-0.020％、Nb：0.025-0.035％、V≤0.010、B：0.0012-0.0020％、N≤0.0030％、O≤0.0020％，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术的另一个方面涉及使用所述的NM600高级别低合金耐磨钢制备的钢板，所述钢板中，马氏体在组织中的含量大于95％。优选地，所述钢板的抗拉强度大于1900MPa，硬度大于570HBW。本专利技术的另一个方面涉及所述钢板的制备方法，所述方法包括，钢水经真空脱气处理后进行连铸或模铸，铸坯或钢坯于1180-1220℃加热后在奥氏体再结晶区和未再结晶区分别进行轧制。本专利技术中的制造工艺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种NM600高级别低合金耐磨钢，其特征在于，所述钢包括按重量百分比计的以下组分：C：0.38‑0.45％、Si：0.10‑0.40％、Mn：0.30‑0.80％、P≤0.012％、S≤0.003％、Cr：0.30‑1.00％、Mo：0.20‑0.60％、Ni：1.50‑2.50％、Cu：0.30‑0.60％、Ti：0.008‑0.030％、Nb：0.015‑0.050％、V≤0.010、B：0.0008‑0.0025％、N≤0.0035％、O≤0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种NM600高级别低合金耐磨钢，其特征在于，所述钢包括按重量百分比计的以下组分：C：0.38-0.45％、Si：0.10-0.40％、Mn：0.30-0.80％、P≤0.012％、S≤0.003％、Cr：0.30-1.00％、Mo：0.20-0.60％、Ni：1.50-2.50％、Cu：0.30-0.60％、Ti：0.008-0.030％、Nb：0.015-0.050％、V≤0.010、B：0.0008-0.0025％、N≤0.0035％、O≤0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的NM600高级别低合金耐磨钢，其特征在于，所述钢包括按重量百分比计的以下组分：C：0.40-0.43％、Si：0.25-0.35％、Mn：0.50-0.65％、P≤0.010％、S≤0.002％、Cr：0.40-0.70％、Mo：0.25-0.45％、Ni：1.60-2.00％、Cu：0.45-0.55％、Ti：0.012-0.020％、Nb：0.025-0.035％、V≤0.010、B：0.0012-0.0020％、N≤0.0030％、...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓想涛，王昭东，黄龙，王国栋，陈林恒，杨柳，张逖，梁亮，
申请(专利权)人：东北大学，南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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