使用中的硬度变化小的高韧性耐磨耗钢及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有ＨＢ４００～ＨＢ５２０的硬度、长期使用中的硬度变化小、且韧性优异的耐磨耗钢，其特征在于，其以质量％计含有Ｃ：０．２１％～０．３０％、Ｓｉ：０．３０～１．００％、Ｍｎ：０．３２～０．７０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：０．１～２．０％、Ｍｏ：０．１～１．０％、Ｂ：０．０００３～０．００３０％、Ａｌ：０．０１～０．１％、Ｎ：０．０１％以下，还进一步含有Ｖ：０．０１～０．１％、Ｎｂ：０．００５～０．０５％、Ｔｉ：０．００５～０．０３％、Ｃａ：０．０００５～０．０５％、Ｍｇ：０．０００５～０．０５％、ＲＥＭ：０．００１～０．１％中的一种或两种以上，剩余部分为Ｆｅ，而且含有以下式（１）定义的Ｍ值为－１０～１６的成分。Ｍ＝２６×［Ｓｉ］－４０×［Ｍｎ］－３×［Ｃｒ］＋３６×［Ｍｏ］＋６３×［Ｖ］（１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有建筑机械、产业机械等所要求的HB400以上、HB520 以下的硬度、在使用中的硬度变化小、且韧性优异的耐磨耗钢及其制造 方法。
技术介绍
所谓耐磨耗钢，当然要求其具有长时间稳定的耐磨耗特性、能够经 得起长期的使用。针对耐磨耗钢在使用中受到的来自环境的各种损伤， 现有的专利技术公开了耐延迟裂纹性、耐热龟裂性、以及设想在低温下使用 时的低温韧性等有所改善的方案。例如，作为提供耐延迟裂纹性优异的钢板的制造技术的专利技术，报道 了利用低Mn化的技术(例如，参照特开昭60—59019号公报)、以及 使用在淬火后在200 500'C的低温下回火处理方法的技术(例如，特开 昭63—317623号公报)。为了提供耐热龟裂性优异的钢材，公开了限定Mn、 Cr、 Mo等成分 的制造技术(例如，参照特开平1 — 172514号公报)，进而，作为低温 韧性优异的钢的制造技术，还公开了以合金元素为主体并限定这些成分 体系的技术(例如，参照特开2001—49387号公报、特开2005—179783 号公报、特开2004—10996号公报)。上述专利技术都是达到了各自目的的优异的专利技术，但是，着眼于是否能 够维持长期稳定的硬度这一普通的耐磨耗钢所期待的最基本的特性， 即，着眼于在室温附近长期使用的材料的硬度变化的专利技术目前尚没有找 到。
技术实现思路
近年来，根据节约能源、节约资源的社会性要求，对于耐磨耗性和 耐腐蚀性等维持材料长期功能所需要的特性，要求更长期的稳定性。尤 其是，耐磨耗钢被用于各种磨耗环境下，即使一般在室温下使用的环境中，磨耗面也会因为磨擦热而使使用材料处于从室温至IO(TC左右的环 境下，而且是长时间的处于这种环境下。但是，耐磨耗钢在这样的稍高 于室温的温度范围下的特性、特别是硬度的变化几乎没有被研究过，而 本专利技术的目的就在于提供一种在这样的环境下长期使用中的硬度变化 小的高韧性耐磨耗钢及其制造方法。为了解决上述课题，本专利技术是为了提供用于维持耐磨耗钢的长时间稳定的硬度的必要技术而完成的，其要点为(1) 使用中的硬度变化小的高韧性耐磨耗钢，其特征在于，以质 量o/o计含有C: 0.21%~0.30%、 Si: 0,30~1.00%、 Mn: 0.32~0.70%、 P: 0.02%以下、S: 0.01%以下、Cr: 0.1~2.0%、 Mo: 0.卜1.0%、 B: 0.0003-0.0030%、 Al: 0.01~0.1%、 N: 0.01%以下，剩余部分为不可避 免的杂质和Fe，而且含有以下式(1)定义的M值为M: -10~16的成 分。M=26x—40x—3x+36x+63x (1)(2) 上述(1)记载的使用中的硬度变化小的高韧性耐磨耗钢，其 特征在于，以质量°/。计进一步含有V: 0.01~0.1%、 Nb: 0.005-0.05%、 Ti: 0.005~0.03%、 Ca: 0細5~0.05%、 Mg: 0細5 0.05%、 REM: 0.001~0.1%中的一种或两种以上。(3) 使用中的硬度变化小的高韧性耐磨耗钢板的制造方法，其特 征在于，将含有上述(1)或(2)中记载的化学成分的钢进行热轧，之 后从Ac3点以上的温度进行淬火。(4)使用中的硬度变化小的高韧性耐磨耗钢板的制造方法，其特征 在于，将含有上述(1)或(2)中记载的化学成分的钢加热至1000°C 127(TC后，在850。C以上的温度下结束热轧，然后立即进行淬火。本专利技术发现了用于防止一般在室温下使用的耐磨耗钢在长时间使用中的硬度变化的成分范围和成为合金设计的指标的M值，从而可以 提供能够显著改善磨耗寿命的钢板。附图说明图1为表示合金元素对在15(TC下保持10小时后的硬度变化的影响 的图。图2为表示合金元素对在15(TC下保持10小时后的一2(TC下的夏比 冲击试样吸收能的影响的图。具体实施方式要实施本专利技术，根据作为耐磨耗钢材的硬度或韧性来规定合金添加 量是非常重要的。首先，对规定本专利技术的钢成分的理由迸行说明。C:是提高硬度的最重要的元素，为确保淬火硬度，需要添加0.21% 以上，但如果超过0.30%，则硬度变得过高，耐氢致裂纹性会显著受损， 因此其上限设为0.30%。Si:作为脱氧材料和抑制使用中的硬度降低的元素是有效的，添加 0.30%以上时效果显著，但添加超过1.00%时则有可能影响韧性，因此 上限设为1.00%以下。Mn:主要作为提高淬火性的有效元素，需要在0.32%以上，但由于 其会促进马氏体中的低温下的渗碳体的形成，因而具有降低硬度的作 用，不优选大量的添加，因此，其范围设为0.32% 0.70%。P:若大量存在时会使韧性降低，因此优选少量，含量上限为0.02%。 不可避免混入的含量最好尽可能地低。S:若大量存在时会使韧性降低，因此优选少量，含量上限为0.01%。 S与P相同，不可避免的混入量最好尽可能地低。Cr:改善淬火性的元素，需要添加0.1%以上，但若大量添加则有可 能降低韧性，因此，其上限为2.0%以下。Mo:具有在改善淬火性的同时抑制长期保持中的硬度变化的作用，因此需要添加0.1%以上，但添加超过1.0%时有可能影响韧性，因此其 上限为1.0%。B:是抑制铁素体的生成从而显著提高淬火性的元素，需要添加 0.0003°/。以上，但添加量超过0.0030°/。时有生成硼化合物、反而使淬火 性降低的倾向，因此其上限为0.003%。Al:作为脱氧元素添加在钢中，需要添加0.01%以上，但添加超过 0.1%时有影响韧性的倾向，因此其上限为0.1%。N:若钢板中大量添加则会使韧性降低，因此优选少量，含量上限 为0.01%以下。以上是本专利技术涉及的基本成分，但在本专利技术中，作为改善母材的硬度和韧性的元素，还可以添加V、 Nb和Ti，进而从改善延展性和韧性 的元素的目的出发，还可以添加Ca、 Mg和REM中的一种或两种以上。V:是有助于改善淬火性、提高硬度的元素。需要添加0.01%以上， 但若添加过剩则会影响韧性，因此其上限为0.1%。Nb、 Ti:是可以通过母材晶粒的细微化而改善韧性的元素，均添加 0.005%就有效，但大量添加时有可能会形成碳氮化物等粗大的析出物而 影响韧性，因此其添加量的范围为Nb: 0.005 0.05%、Ti: 0.005 0.03%。Ca、 Mg、 REM:这些元素作为通过热轧中的硫化物的形变而防止 延展性降低的元素均是有效的，通过分别添加Ca、 Mg: 0.0005%以上、 REM: 0.001%以上就可以发挥效果，但若添加过剩，则有可能在硫化物 的粗大化的同时在熔炼时产生粗大的氧化物。因此，其添加范围分别为 Ca: 0.0005 0.05%、 Mg: 0.0005 0.050/o、 REM: 0.001 0.1%。以上述的成分范围为基本，本专利技术中还通过下述式(1)设置了 M 值范围的限制。M=26x—40x—3x+36x网+63x (1) 本专利技术人等通过大量实验结果发现，耐磨耗钢在室温 10(TC左右 下长期保持时的硬度变化在很大程度上依赖于合金元素。图(1)中， 将含有0.23 0.26%的C、 0.20 0.80%的Si、 0.35 1.23%的Mn、 0.45 1%的Cr、 0.2 0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用中的硬度变化小的高韧性耐磨耗钢，其特征在于，其以质量％计含有Ｃ：０．２１％～０．３０％、Ｓｉ：０．３０～１．００％、Ｍｎ：０．３２～０．７０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：０．１～２．０％、Ｍｏ：０．１～１．０％、Ｂ：０．０００３～０．００３０％、Ａｌ：０．０１～０．１％、Ｎ：０．０１％以下，剩余部分为不可避免的杂质和Ｆｅ；而且，所述耐磨耗钢含有以下式（１）定义的Ｍ值为－１０～１６的成分，Ｍ＝２６×［Ｓｉ］－４０×［Ｍｎ］－３×［Ｃｒ］＋３６×［Ｍｏ］＋６３×［Ｖ］（１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤直树，熊谷达也，榑林胜己，村冈宽英，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]