一种高硬度高韧性钢板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术还公开了上述钢板的制备方法，包括：(1)按照以上质量百分比进行配料，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。本发明专利技术中的钢板综合力学性能优良，冲击韧性良好，耐磨性能稳定。

High hardness and high toughness steel plate and preparation method thereof

The invention discloses a high hardness and high toughness steel plate, which is composed of the following chemical components according to the mass percentage: carbon 0.40-0.80%, manganese 8.0-11.0%, titanium 1.0-2.5%, silicon less than or equal to 0.30%, sulfur less than or equal to 0.050%, phosphorus less than or equal to 0.050%, hydrogen less than or equal to 0.020%, copper 0.050-0. 15%, the rare earth elements are 0.020 to 0.15%, and the surplus is iron and unavoidable impurities. The invention also discloses the preparation method of the steel plate, including: (1) proportioning, melting and obtaining alloy melt according to the above mass percentage; (2) filling the alloy melt into the mould, casting and forming after vacuum degassing, and obtaining billet or ingot; (3) preheating the billet or ingot at 800-900 degrees C for 30-900 degrees. High hardness and high toughness steel sheet was obtained by heating for 40-50 minutes at 1100-1200 C, holding for 2-3 hours and quenching. The steel plate in the invention has good comprehensive mechanical properties, good impact toughness and stable wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度高韧性钢板及其制备方法
本专利技术涉及钢板材料
，特别是涉及一种高硬度高韧性钢板及其制备方法。
技术介绍
高锰钢因具有一定的强度、高的韧性和优异的加工硬化性能而成为应用广泛的一类耐磨钢。高锰钢包括了Mnl3、Mnl7和Mn25系列耐磨钢，中锰钢通常是指Mn7系列耐磨钢。其中Mn13系列耐磨钢是历史最久，应用最广泛的耐磨钢。虽然高锰钢仍在工业上应用广泛，但使用者逐渐认识到高锰钢的局限性，并逐步改进为强化高锰钢，目前，高锰钢需在大的冲击功条件下才能很好地发挥加工硬化作用，且高锰钢失效形式多样，表面的加工硬化层脆性较大，易开裂和剥落，应用范围受到限制；高铬铸铁硬度较高，具有优异的耐磨性，但生产成本高，易产生高温热处理变形开裂，不易在结构复杂或大型球磨机上使用。为此，有必要针对上述问题，提出一种高硬度高韧性钢板及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高硬度高韧性钢板及其制备方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。优选的，所述硫、磷、氢的含量满足0.050％≤硫+磷+氢≤0.10％。优选的，所述硅的含量为0.10～0.25％。优选的，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.50～0.70％，锰为9.0～10.0％，钛为1.5～2.0％，硅小于或等于0.20％，硫小于或等于0.025％，磷小于或等于0.025％，氢小于或等于0.010％，铜为0.080～0.12％，稀土元素为0.050～0.10％，余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术还提供一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中的钢板综合力学性能优良，冲击韧性良好，耐磨性能稳定。具体实施方式本专利技术通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。本专利技术公开一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术还公开一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。下述以具体地实施例进行说明，以制备本专利技术中的高硬度高韧性钢板。实施例1按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40％，锰为8.0％，钛为1.0％，硅为0％，硫为0％，磷为0％，氢为0％，铜为0.050％，稀土元素为0.020％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40％，锰为8.0％，钛为1.0％，硅为0％，硫为0％，磷为0％，氢为0％，铜为0.050％，稀土元素为0.020％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在800℃的温度下预热30min，再于1100℃的温度下加热40min，保温2h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。实施例2按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.50％，锰为9.0％，钛为1.5％，硅为0.10％，硫为0.015％，磷为0.015％，氢为0.0050％，铜为0.080％，稀土元素为0.050％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.50％，锰为9.0％，钛为1.5％，硅为0.10％，硫为0.015％，磷为0.015％，氢为0.0050％，铜为0.080％，稀土元素为0.050％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在850℃的温度下预热35min，再于1150℃的温度下加热45min，保温2.5h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。实施例3按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.70％，锰为10.0％，钛为2.0％，硅为0.20％，硫为0.025％，磷为0.025％，氢为0.010％，铜为0.12％，稀土元素为0.10％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.70％，锰为10.0％，钛为2.0％，硅为0.20％，硫为0.025％，磷为0.025％，氢为0.010％，铜为0.12％，稀土元素为0.10％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在850℃的温度下预热35min，再于1150℃的温度下加热45min，保温2.5h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。实施例4按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.80％，锰为11.0％，钛为2.5％，硅为0.30％，硫为0.050％，磷为0.050％，氢为0.020％，铜为0.15％，稀土元素为0.15％，余量为铁和不可避免的杂质，其力学性能见表1。一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.80％，锰为11.0％，钛为2.5％，硅为0.30％，硫为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬度高韧性钢板，其特征在于，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高硬度高韧性钢板，其特征在于，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高硬度高韧性钢板，其特征在于，所述硫、磷、氢的含量满足0.050％≤硫+磷+氢≤0.10％。3.根据权利要求2所述的高硬度高韧性钢板，其特征在于，所述硅的含量为0.10～0.25％。4.根据权利要求1所述的高硬度高韧性钢板，其特征在于，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.50～0.70％，锰为9.0～10.0％，钛为1.5～2.0％，硅小于或等于0.20％，硫小于或等于0.02...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈学如，
申请(专利权)人：澳洋集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32