一种低合金耐磨钢NM400厚板及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种低合金耐磨钢NM400厚板及制造方法，涉及耐磨钢制造领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.20%～0.33%，Si：0.20%～0.60%，Mn：0.50%～1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Cr：0.30%～1.00%，Mo：0.20%～0.60%，Ni：0.30%～0.80%，Ti：0.008%～0.030%，Nb：0.015%～0.050%，B：0.0008%～0.0025%，N≤0.0040%，O≤0.0025%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术所获得钢板的表面硬度大于400HB，心部硬度大于380HB，‑20℃低温冲击韧性≥24J。

A low alloy wear resistant steel NM400 thick plate and its manufacturing method

The invention discloses a low alloy wear resistant steel NM400 thick plate and its manufacturing method, which relates to the field of wear resistant steel manufacturing. Its chemical composition and mass percentage are as follows: C: 0.20%-0.33%, Si: 0.20%-0.60%, Mn: 0.50%-1.10%, P < 0.012%, S < 0.003%, Cr: 0.30%-1.00%, Mo: 0.20%-0.60%, Ni: 0.30%-0.80%, Ti: 0.008%-0.030%, Nb: 0.015%-0.050%, B: 0.0008%-0.0025%, N < 0.0040%, O < 0.0025%, the remainder is Fe and inevitable impurities. The surface hardness of the steel plate obtained by the invention is greater than 400HB, the core hardness is greater than 380HB, and the low temperature impact toughness at 20 C is greater than 24J.

【技术实现步骤摘要】
一种低合金耐磨钢NM400厚板及制造方法
本专利技术涉及耐磨钢制造领域，特别是涉及一种低合金耐磨钢NM400厚板及制造方法。
技术介绍
低合金耐磨钢板相对于传统的耐磨铸钢，具有合金含量低、低温冲击韧性高、可折弯成型等良好的综合性能，以及生产灵活方便、生产成本低等优点，被广泛应用于工作条件恶劣，要求高强度和硬度、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等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，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，但是其厚度较薄，且截面硬度均匀性均不理想，焊接性能较差，无法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，尤其是对于厚度90mm截面硬度均匀的低合金耐磨钢NM400厚板，可参考的技术十分少。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种低合金耐磨钢NM400厚板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.20％～0.33％，Si：0.20％～0.60％，Mn：0.50％～1.10％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.30％～1.00％，Mo：0.20％～0.60％，Ni：0.30％～0.80％，Ti：0.008％～0.030％，Nb：0.015％～0.050％，B：0.0008％～0.0025％，N≤0.0040％，O≤0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。技术效果：本专利技术采用中碳和合金化的成分设计，并通过C、Mn、Cr、Ni、Mo和Cu等合金元素以及Nb、Ti等微合金元素的相互配合作用，并辅助控制轧制和离线热处理的方法，提供一种适用于厚度90mm截面硬度均匀的低合金耐磨NM400钢板，所获得钢板的表面硬度大于400HB，心部硬度大于380HB，-20℃低温冲击韧性≥24J。本专利技术进一步限定的技术方案是：前所述的一种低合金耐磨钢NM400厚板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.27％，Si：0.30％，Mn：0.83％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.65％，Mo：0.36％，Ni：0.57％，Ti：0.008％～0.030％，Nb：0.015％～0.050％，B：0.0008％～0.0025％，N≤0.0040％，O≤0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。前所述的一种低合金耐磨钢NM400厚板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.30％，Si：0.42％，Mn：0.80％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.68％，Mo：0.45％，Ni：0.45％，Ti：0.008％～0.030％，Nb：0.015％～0.050％，B：0.0008％～0.0025％，N≤0.0040％，O≤0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。前所述的一种低合金耐磨钢NM400厚板，其化学成分及质量百分比如下：C：0.25％，Si：0.25％，Mn：0.95％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr：0.75％，Mo：0.50％，Ni：0.65％，Ti：0.008％～0.030％，Nb：0.015％～0.050％，B：0.0008％～0.0025％，N≤0.0040％，O≤0.0025％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术的另一目的在于提供一种低合金耐磨钢NM400厚板的制造方法，包括以下步骤：铁水脱硫预处理-转炉冶炼-LF+RH精炼-连铸-铸坯热装-铸坯加热-除磷-轧制-空冷-探伤-抛丸-淬火-回火-矫直-切割-取样-喷印标识-检验-入库，其中，钢水经真空脱气处理后进行连铸，选用260mm～320mm厚度的连铸坯于1180℃～1240℃加热，保温290min～380min后出炉；出炉后在奥氏体再结晶区和未再结晶区分别进行轧制，再结晶区轧制要求道次压下率≥12％，终轧温度≥980℃，未再结晶区轧制要求累积压下率≥40％，开轧温度≤950℃，终轧温度≥830℃，钢板最终轧制厚度为90mm；轧后控冷或空冷至室温，然后进行离线热处理，淬火温度820℃～930℃，回火温度350℃～500℃。前所述的一种低合金耐磨钢NM400厚板的制造方法，得到的成品钢板心部硬度大于380HB，表面硬度大于400HBW。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术中碳是影响钢板强度、硬度、韧性及淬透性、耐磨性的至关重要的元素，碳量过高，热处理后形成的高碳马氏体硬度高，但韧性低，且热处理时易形成裂纹；碳量过低，硬度低，耐磨性不佳；综合考虑，碳含量为0.20％～0.33％时，钢板既能获得高硬度，又具备一定的韧塑性和焊接性能；(2)本专利技术中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，硅含量为0.20％～0.60％；(3)本专利技术中锰是好的脱氧剂和脱硫剂，能够显著提高淬透性，锰对钢的硬度和冲击韧度影响很大，硬度随锰含量的提高而上升，冲击韧度则随之下降；综合考虑，锰含量为0.50％～1.10％；(4)本专利技术中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；硫和磷均是不可避免的杂质元素，应该越低越好，考虑到实际的炼钢水平，要求P≤0.012％、S≤0.003％；(5)本专利技术中铬是耐磨材料的基本元素这一，主要作用是提高钢的淬透性，同时固溶强化基体，细化组织，显著改善钢的抗氧化作用，增加其抗腐蚀的能力，铬和铁形成连续固溶体，与碳形成多种化合物，铬的复杂碳化物(Cr,Fe)7C3对于钢的性能有显著的影响，特别是提高耐磨性；Cr与Fe形成金属间化合物б相(FeCr)，铬能显著增加钢的淬透性，但亦有增加钢的回火脆性的倾向；铬提高钢的回火脆性，降低钢的马氏体点Ms，提高强度和硬度；综合考虑，铬含量控制为0.20％～0.60％(6)本专利技术中钼是中强碳化物形成元素，在钢中主要以碳化物的形式存在，弥散地分布在基体中强化基体，提高钢的硬度；但是，随着钼含量的提高，钼碳化物的数量增多，分布在晶界处的碳化物对基体的割裂作用加强，导致钢的韧性下降；钼在钢中还能够有效细化铸态组织，提高断面的均匀性，稳定提高回火稳定性，在相变过程中能减缓马氏体板状基体晶界碳化物的析出，从而改善钢的冲击韧度，提高综合性能；综合考虑，钼元素含量为0.20％～0.60％；(7)本专利技术中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，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，镍含量控制为0.30％～0.80％；(8)本专利技术中钛能脱氧、细化晶粒、强化铁素体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低合金耐磨钢NM400厚板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.20%～0.33%，Si：0.20%～0.60%，Mn：0.50%～1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Cr：0.30%～1.00%，Mo：0.20%～0.60%，Ni：0.30%～0.80%，Ti：0.008%～0.030%，Nb：0.015%～0.050%，B：0.0008%～0.0025%，N≤0.0040%，O≤0.0025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种低合金耐磨钢NM400厚板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.20%～0.33%，Si：0.20%～0.60%，Mn：0.50%～1.10%，P≤0.012%，S≤0.003%，Cr：0.30%～1.00%，Mo：0.20%～0.60%，Ni：0.30%～0.80%，Ti：0.008%～0.030%，Nb：0.015%～0.050%，B：0.0008%～0.0025%，N≤0.0040%，O≤0.0025%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种低合金耐磨钢NM400厚板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.27%，Si：0.30%，Mn：0.83%，P≤0.012%，S≤0.003%，Cr：0.65%，Mo：0.36%，Ni：0.57%，Ti：0.008%～0.030%，Nb：0.015%～0.050%，B：0.0008%～0.0025%，N≤0.0040%，O≤0.0025%，余量为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种低合金耐磨钢NM400厚板，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.30%，Si：0.42%，Mn：0.80%，P≤0.012%，S≤0.003%，Cr：0.68%，Mo：0.45%，Ni：0.45%，Ti：0.008%～0.030%，Nb：0.015%～0.050%，B：0.0008%～0.0025%，N≤0.0040%，O≤0.0025%，余量为Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜在伟，侯中华，闫强军，靳建锋，姜辉，杨柳，孙博，王思聪，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32