一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板及其制造方法，该钢板的厚度为60‑100mm，成分包括为C、Si、Mn、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt、Ni、Cr、Mo、Ti、N≤0.0050％、H≤0.00015％；以及余量的Fe和不可避免的杂质。该耐磨钢板的制造方法包括：冶炼、连铸坯缓冷、成形轧制、淬火和回火热处理。该耐磨钢板的制造方法具有设计合理、易于操作的优点；使用该制备方法获得的钢板，具有机械性能均匀性高、耐磨性能好的优点。

A Super Thick and High Hardenability HB500 Wear Resistant Steel Plate and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板及其制造方法
本专利技术涉及高强度耐磨钢板制备
，具体涉及一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板及其制造方法。
技术介绍
低合金高强度耐磨钢板具有良好的可加工性能和优良的耐磨性能，使用寿命是传统结构钢板的数倍且生产工艺简单，近年来，随着我国工艺装备水平的不断提高，低合金耐磨钢板的生产逐渐规模化，并且在煤矿机械、工程机械、港口机械、矿山设备、自卸矿车等领域得到了广泛的应用，其中矿山机械领域对厚规格高耐磨等级的耐磨钢板需求较大。现有的低合金高强度耐磨钢生产，主要集中在日本、德国及瑞典等国家，生产的成品钢板受设备能力、工艺设计的限制较大，如：60mm以上厚规格耐磨钢淬透性较差，导致钢板芯部硬度较低，芯部耐磨性能显著下降，无法满足客户使用要求。经检索，目前已公布的关于低合金耐磨钢板的相关专利，大多为常规厚度规格的HB500级耐磨钢板，且忽略了对钢板厚度方向淬透性的关注，使成品钢板芯部的耐磨性不能很好的得到改善，从而导致特厚钢板的耐磨性较差、芯部和表面的机械性能不一致。在申请号为CN201310181136.2、专利名称为一种HB500级热连轧高强耐磨钢及其生产方法的专利文件中，公开了一种HB500级热连轧高强耐磨钢，其组分及重量百分比含量为：C:0.21～0.30％，Si:≤0.08％，Mn:0.8～1.60％，P:≤0.015％，S:≤0.005％，Mo：0.10～0.40％，Ti:0.12～0.20％，B：0.0005～0.0030％，N≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质，并满足：Ti/N≥10，Mo/Ti≥2；该专利技术使用热轧卷板进行调质处理，只能生产厚度10mm以下规格的钢板，且热轧卷板本身的特性决定了钢板轧制方向和垂直轧制方向的性能差异较大，因此，生成的钢板芯部和表面的硬度不能得到很好的改善，不利于钢板机械性能的一致性；在申请号为CN201710591249.8、专利名称为一种布氏硬度500级的耐磨钢及其制造方法的申请文件中，公开了一种布氏硬度500级耐磨钢，钢的化学成分按质量百分比为：C0.25～0.28％，Si0.22～0.28％，Mn1.15～1.24％，P≤0.01％，S≤0.005％，Cr0.2～0.25％，Cu0.01～0.015％，Al0.03～0.05％，Ni0.04～0.045％，Mo0.01～0.02％，Ti0.03～0.04％，V0.007～0.018％，B≤0.004％，其余为铁和不可避免的杂质；钢的力学性能检测，布氏硬度在500-535HB范围内，-20℃冲击功在26-40J之间；在申请号为CN201811001762.8、专利名称为一种铲刃用HB500级马氏体耐磨钢及其加工方法的申请文件中，公开了一种HB500级马氏体耐磨钢，各组分及其所占质量百分比包括：C0.30～0.40％、Si0.25～0.50％、Mn0.30～0.80％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr0.65～1.15％、Mo0.55～0.85％、Ti0.12～0.20％、B0.002～0.006％、Als0.02～0.05％，其余为Fe和微量杂质元素；钢板厚度规格范围为20～40mm，Rm≥1600MPa，延伸率≥9％，HBW/10/3000≥500，可加工可焊接。综合上述的专利申请文件可以看出，现有技术对耐磨钢板的研究主要集中在钢板硬度上，而忽略了钢板性能的均匀性，不利于装备(如煤矿机械、工程机械、港口机械等)的持久、长期使用，造成机械的使用寿命短、安全存在隐患等缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板及其制造方法，该钢板的厚度范围为60-100mm、表面硬度在500-550HBW范围内，芯部硬度在410-450HBW范围内；抗拉强度在1550-1750MPa范围内，延伸率(A50)≥12％，-20℃冲击韧性值为≥30J；该耐磨钢板的制造方法具有设计合理、易于操作的优点；使用该制备方法获得的钢板，具有机械性能均匀性高、耐磨性能好的优点。本专利技术的技术方案如下：本专利技术的第一个目的是提供一种在具有较高强度和硬度的同时，具备良好淬透性的耐磨钢板，具体为一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板，该钢板的厚度为60-100mm，该钢板包含的成分及其重量百分比如下：C0.26-0.32％、Si0.22-0.37％、Mn0.70-1.10％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt0.020-0.050％、Ni0.20-0.35％、Cr0.80-1.20％、Mo0.20-0.40％、Ti0.010-0.030％、N≤0.0050％、H≤0.00015％；以及余量的Fe和不可避免的杂质。以下详述本专利技术中采用上述成分及其重量百分比的理由：C：碳是钢中的最主要合金元素，对钢板强度、硬度、韧性及其淬透性影响较大，较高的C含量会增加钢的强度、硬度和淬透性，但对韧性产生恶化作用。因此，本专利技术中，C含量控制在0.26-0.32％范围内。Si：硅在钢中溶于铁素体和奥氏体中，能显著提高钢的强度和硬度。然而，硅太高时，容易产生回火脆性，降低钢的韧性。因此，本专利技术的Si含量控制在0.22-0.37％范围内。Mn：能够增加钢的韧性，强度，硬度，以及提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。本专利技术的Mn含量控制在0.70-1.10％范围内。P和S：是钢中的有害元素，可影响钢的脆性。硫在钢中可与锰形成塑性夹杂物硫化锰，对钢板的横向塑性和韧性具有较大影响；同时磷也严重影响钢板的塑性和韧性。基于本专利技术的设计目的，于本专利技术而言，磷和硫的含量越低越好，但是在实际生产过程中，磷和硫均不可避免，因此，本专利技术中的P含量控制在0.010％以下、S含量控制在0.003％以下。Mo：钼可以提高钢的回火稳定性、淬透性，防止回火脆性，为了进一步提高钢的强度和耐磨性，本专利技术将钼含量控制在0.20-0.40％范围内。Cr、Ni：Ni元素是提高钢的低温韧性的最主要合金元素，当Cr和Ni元素复合添加时，可以成倍的提高钢的淬透性，确保厚规格钢板内部获得马氏体组织，以保证钢板具有足够高的硬度，同时可提高钢板芯部和表面机械性能的一致性。本专利技术中，Ni含量控制在0.20-0.35％、Cr含量控制在0.80-1.20％范围内。Ti：Ti可与碳、氮形成细小的含钛化物，可阻碍连铸坯再加热过程中奥氏体晶粒的粗化进而细化晶粒，可提高钢板的焊接性能。然而，钢中的Ti含量过高时，容易产生粗大的Ti(C，N)颗粒，不利于低温韧性。因此，本专利技术将钢中的Ti含量控制在0.010-0.030％范围内。Alt：Alt是最强烈的脱氧剂之一，可以有效去除钢中的氧。另外，Alt还是重要的晶粒细化元素，对提高钢板冲击韧性具有积极作用。考虑到本专利技术涉及钢板的厚度规格较大和韧性要求较高，将Alt含量控制在0.020-0.050％范围内。优选地，当钢板厚度为60-80mm时，其钢板的化学成分组成为C0.29-0.32％、Si0.22-0.28％、Mn0.70-0.90％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt0.020-0.040％、Ni0.20-0.30％、Cr0.80-1.00％、Mo0.20％-0.30％、Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板，其特征在于，该钢板的厚度为60‑100mm，该钢板包含的成分及其重量百分比如下：C 0.26‑0.32％、Si 0.22‑0.37％、Mn 0.70‑1.10％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt 0.020‑0.050％、Ni 0.20‑0.35％、Cr 0.80‑1.20％、Mo 0.20‑0.40％、Ti 0.010‑0.030％、N≤0.0050％、H≤0.00015％；以及余量的Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种特厚高淬透性HB500级耐磨钢板，其特征在于，该钢板的厚度为60-100mm，该钢板包含的成分及其重量百分比如下：C0.26-0.32％、Si0.22-0.37％、Mn0.70-1.10％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt0.020-0.050％、Ni0.20-0.35％、Cr0.80-1.20％、Mo0.20-0.40％、Ti0.010-0.030％、N≤0.0050％、H≤0.00015％；以及余量的Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的特厚高淬透性HB500级耐磨钢板，其特征在于，当钢板厚度为60-80mm时，其钢板的化学成分组成为C0.29-0.32％、Si0.22-0.28％、Mn0.70-0.90％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt0.020-0.040％、Ni0.20-0.30％、Cr0.80-1.00％、Mo0.20％-0.30％、Ti0.010-0.030％、N≤0.0050％、H≤0.00015％，其余为Fe和微量杂质。3.如权利要求2所述的特厚高淬透性HB500级耐磨钢板，其特征在于，该钢板中的Ni、Cr、Mo元素单独添加或复合添加。4.如权利要求1所述的特厚高淬透性HB500级耐磨钢板，其特征在于，当钢板厚度为80-100mm时，其钢板的化学成分组成为C0.26-0.29％、Si0.29-0.37％、Mn0.80-0.90％、P≤0.010％、S≤0.003％、Alt0.035-0.050％、Ni0.25-0.35％、Cr1.00-1.20％、Mo0.30％-0.40％、Ti0.010-0.030％、N≤0.0050％、H≤0.00015％，其余为Fe和微量杂质。5.制造如权利要求1-4任一项所述的特厚高淬透性HB500级耐磨钢板的方法，其特征在于，该方法包括：冶炼、连铸坯缓冷、成形轧制、淬火和回火热处理。6.如权利要求5所述的特厚高淬透性HB500级耐磨钢板的制造方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)冶炼：铁水经过KR预处...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宾，李士安，黄少文，李玲，许立清，薄其伟，王旭峰，张海民，姜晓军，李楠，李晓莉，
申请(专利权)人：贝斯山钢山东钢板有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37