一种制备耐磨的钢制工件或板材的方法，所述工件或板材的化学组成以重量计包含： ０．２４％≤Ｃ≤０．３５％； ０％≤Ｓｉ≤２％； ０％≤Ａｌ≤２％； ０．５％≤Ｓｉ＋Ａｌ≤２％； ０％≤Ｍｎ≤２．５％； ０％≤Ｎｉ≤５％； ０％≤Ｃｒ≤５％； ０％≤Ｍｏ≤１％； ０％≤Ｗ≤２％； ０．１％≤Ｍｏ＋Ｗ／２≤１％； ０％≤Ｂ≤０．０２％； ０％≤Ｔｉ≤１．１％； ０％≤Ｚｒ≤２．２％； ０．３５％≤Ｔｉ＋Ｚｒ／２≤１．１％； ０％≤Ｓ≤０．１５％； Ｎ＜０．０３％； －任选的０％至１．５％的铜； －任选的选自Ｎｂ、Ｔａ和Ｖ中的至少一种元素，它们的含量满足Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≤０．５％； －任选的选自Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ或Ｐｂ中的至少一种元素，其含量少于或等于０．１％； －余量的铁和制备过程中产生的杂质； 所述化学组成还满足如下关系： Ｃ↑［＊］＝Ｃ－Ｔｉ／４－Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≥０．０９５％，和 １．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）↑［１／２］＋Ｋ＞１．８，其中，如果Ｂ≥０．０００５％，则Ｋ＝０．５；如果Ｂ＜０．０００５％，则Ｋ＝０； 根据所述方法，在例如辊轧热的热成形热量中对所述工件或板材进行热淬火处理，或者在奥氏体化之后通过在炉中再加热来实施淬火处理，所述淬火处理包括： －以大于０．５℃／ｓ的平均冷却速率冷却所述工件或板材，将温度从高于ＡＣ↓［３］的温度降至Ｔ＝８００－２７０×Ｃ↑［＊］－９０×Ｍｎ－３７×Ｎｉ－７０×Ｃｒ－８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）和Ｔ－５０℃之间； －随后以小于１１５０×ｅｐ↑［－１．７］且高于０．１℃／ｓ的平均型芯冷却速率Ｖｒ冷却所述工件或板材，将温度从Ｔ降至１００℃，其中ｅｐ为以ｍｍ计的板厚； －然后将所述工件或板材冷却至室温，并任选进行精轧。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐磨钢材及其制备方法。
技术介绍
已知的耐磨钢材具有约600 Brinell的硬度。这些钢中含有0.4％至0.6％的碳和0.5％至3％的至少一种合金元素，例如锰、镍、铬和钼，所述钢材经过淬火以便获得完全的马氏体结构。然而，这些钢材的焊接和切割是非常困难的。为了克服上述缺陷，已经建议，特别是在EP0739993中，使用硬度较低的钢材来实现上述目的，所述钢材的碳含量约为0.27％，且在其淬火后的结构中包含大量的残留奥氏体。然而，所述钢材仍然难于焊接或切割。
技术实现思路
本专利技术的目的是要通过提供一种耐磨的钢板来克服现有技术的上述缺陷，所述钢板的耐磨性与已知钢板相当，但其更适用于焊接和热切割。为此，本专利技术涉及一种制备耐磨的钢制工件特别是板材的方法，所述工件的化学组成以重量计包含0.24％≤C≤0.35％；0％≤Si≤2％；0％≤Al≤2％；0.5％≤Si+Al≤2％；0％≤Mn≤2.5％； 0％≤Ni≤5％；0％≤Cr≤5％；0％≤Mo≤1％；0％≤W≤2％；0.1％≤Mo+W/2≤1％；0％≤B≤0.02％；0％≤Ti≤1.1％；0％≤Zr≤2.2％；0.35％≤Ti+Zr/2≤1.1％；0％≤S≤0.15％；N＜0.03％；-任选的0％至1.5％的铜；-任选的选自Nb、Ta和V中的至少一种元素，它们的含量满足Nb/2+Ta/4+V≤0.5％；-任选的选自Se、Te、Ca、Bi和Pb中的至少一种元素，其含量少于或等于0.1％；-余量的铁和制备过程中产生的杂质；所述化学组成还满足如下关系C*＝C-Ti/4-Zr/8+7×N/8≥0.095％，和1.05×Mn+0.54×Ni+0.50×Cr+0.3×(Mo+W/2)1/2+K＞1.8，更优选大于2，其中，如果B＞0.0005％，则K＝0.5；如果B＜0.0005％，则K＝0。根据所述方法，在例如辊轧热的热成形热量中对所述工件或板材进行热淬火处理，或者在奥氏体化之后通过在炉中再加热来实施淬火处理，所述淬火处理包括-以大于0.5℃/s的平均冷却速率冷却所述板材，将温度从高于AC3的温度降至T＝800-270×C*-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×(Mo+W/2)和T-50℃之间，其中温度以℃表示，C*、Mn、Cr、Mo和W的含量以重量％表示；-随后以小于1150×ep-1.7(以℃/s计)且高于0.1℃/s的平均型芯冷却速率Vr冷却所述板材，将温度从T降至100℃，其中ep为以mm计的板厚；-然后将所述板材冷却至室温，并任选进行精轧。在淬火之后任选在低于350℃的温度下进行回火处理，并优选在低于250℃的温度下进行回火处理。本专利技术还涉及一种由上述方法制得的板材，所述钢材具马氏体结构或马氏体/贝氏体结构，其中包含5％至20％的残留奥氏体以及碳化物。所述板材的厚度可以在2mm至150mm之间，其表面平整度以偏差(deflection)表示为小于12mm/m，优选小于5mm/m。下面通过实施例详细描述本专利技术，但这些并非对本专利技术的限制。为了制备本专利技术的板材，制备以重量％计具有如下化学组成的钢-0.24％至0.35％的碳，以形成大量的碳化物，从而获得足够的硬度，并保证足够的焊接适应性；碳含量优选低于0.325％，更优选低于0.3％。-0％至1.1％的Ti，0％至2.2％的Zr。Ti和Zr的含量需要满足Ti+Zr/2大于0.35％，优选大于0.4％，更优选大于0.5％，以形成大量的粗的碳化物。然而，Ti+Zr/2的总量要低于1.1％，以便在形成碳化物之后，在基质中保留足够量的碳。如果需要优先考虑材料的韧性，则所述总量优选低于1％，更优选低于0.9％，再优选低于0.7％。从而钛含量必须优选保持在低于1％，更优选低于0.9％或者低于0.7％，而锆含量必须优选保持在低于2％，更优选低于0.8％或低于1.4％。-0％(或痕量)至2％的Si和0％(或痕量)至2％的Al，Si+Al的总量在0.5％至2％之间，优选大于0.7％。这些元素不仅是脱氧剂，还具有促进亚稳定的奥氏体的形成的作用，所述奥氏体含有大量的碳，其在转化成马氏体结构时伴随较大的膨胀，这能够促进钛或锆碳化物的固着。-0％(或痕量)至2％或2.5％的Mn，0％(或痕量)至4％或5％的Ni，和0％(或痕量)至4％或5％的Cr，以便获得足够的可淬火性(quenchability)并调整各种力学特性或使用性能。镍对于提高韧性特别有利，但是镍较为昂贵。铬也能够在马氏体或贝氏体结构中形成细的碳化物。-0％(或痕量)至1％的Mo和0％(或痕量)至2％的钨，Mo+W/2的总量在0.1％至1％之间，优选低于0.8％，更优选低于0.6％。这些元素能够提高可淬火性并在马氏体或贝氏体结构中形成细的硬化碳化物，特别是借助在冷却过程中由于自发回火而引起的沉积。Mo的含量无需超过1％即可达到理想的效果，特别是对于硬化碳化物的沉积。可以使用两倍用量的钨来部分或全部代替钼。然而，实际上这种替换是不理想的，因为与钼相比钨没有带来更多的好处而且价格更贵。-任选的0％至1.5％的铜。铜元素可以在不影响可焊接性的情况下带来附加的硬化效果。铜含量高于1.5％时，效果没有明显的提高，反而导致热轧困难和不必要的成本增加。-0％至0.02％的B。任选加入硼元素来提高可淬火性。为了达到所需的效果，硼元素的含量优选高于0.0005％，更优选高于0.001％，但基本上无需超过0.01％。-不超过0.15％的硫。作为残余物，硫元素的含量通常限制在0.005％或更低，但是为了改善可加工性，也可以主动提高硫的含量。应当指出的是，在存在硫的情况下，为了避免在热变形中出现困难，锰的含量必须高于硫含量的7倍。-任选的选自Nb、Ta和V中的至少一种元素，它们的含量满足Nb/2+Ta/4+V≤0.5％，以便形成较粗的碳化物，从而改善耐磨性。但是由这些元素形成的碳化物的效果不如由钛或锆形成的碳化物的效果好，因此，任选添加这些元素，并限制它们的用量。-任选的选自Se、Te、Ca、Bi和Pb中的至少一种元素，其中每种含量均少于0.1％。这些元素用于改善可加工性。应当指出的是，当钢中含有Se和/或Te时，考虑到硫的含量，锰的含量要保证能够形成锰的硒化物或碲化物。-余量的铁和制备过程中产生的杂质。所述杂质尤其包括氮，氮含量取决于制备方法，但是不超过0.03％。氮元素能够于钛或锆反应形成氮化物，所形成的氮化物一定不能太粗，以免损害韧性。为了防止形成粗的氮化物，可以向钢水中非常缓慢地加入钛和锆，例如可以将氧化相(例如含有钛或锆的氧化物的矿渣)与氧化钢水接触，然后将钢水脱氧，以使钛或锆从氧化相缓慢扩散到钢水中。另外，为了获得满意的特性，碳、钛、锆和氮元素的含量必须满足 C-Ti/4-Zr/8+7×N/8≥0.095％，其中C-Ti/4-Zr/8+7×N/8＝C*，C*表示在沉积钛和锆的碳化物之后的自由碳含量，考虑到钛和锆的氮化物的形成。所述自由碳含量必须高于0.095％，优选C*≥0.12％，以获得硬度最低的马氏体结构。自由碳含量越低，材料的焊接或热切割适应性越好。考虑到所要生产的板材的厚度，必须对上述化学组成进行进一步的选择，以确保钢材具有足够的可淬火性。为此，所述化学组本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：让·贝吉诺，让乔治·布里松，
申请(专利权)人：工业钢克鲁梭公司，
类型：发明
国别省市：
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