一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板及制备方法技术

本发明专利技术涉及耐磨钢板制备技术领域，具体涉及一种350‑380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板及制备方法，钢板的化学成分为C：0.15％‑0.19％、Si：0.20％‑0.60％、Mn：1.10％‑1.50％、Nb：0.01％‑0.05％、Ni：0％‑0.80％、Cr：0.30％‑0.50％、Mo：0.30％‑0.50％、V：0.015％‑0.030％、P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.050％‑0.070％，其余为Fe和微量杂质；方法包括以下步骤：冶炼、连铸坯加热、成型轧制、钢板缓冷、离线淬火、回火热处理。本方法对成品钢板限制条件小，钢板厚度规格大，‑40℃低温冲击韧性高。

A 350-380HBW Hardness Grade Thick Specification High Toughness Wear Resistant Steel Plate and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板及制备方法
本专利技术涉及耐磨钢板制备
，具体涉及一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板及制备方法。
技术介绍
耐磨钢板是煤矿机械、工程机械、港口机械、矿山设备、自卸矿车等装备制造的关键材料。近年来，设备大型化和重型化特征日益凸显，服役环境日益苛刻，对钢板使用性能要求逐年提高。现行的低合金耐磨钢在生产中通常冲击韧性较低且不稳定，从而导致复杂多样的冲击条件下钢板耐磨性差，易断裂失效的问题。因此，对于一些大型机械用耐磨钢板，设计部门均提出了耐磨钢板在保证硬度使用要求的同时，对钢板的厚度和低温韧性作出了明确规定。目前，低合金耐磨钢的生产通常采用连铸坯加热→轧制成目标厚度和宽度→离线加热淬火热处理→回火热处理的工艺流程，所得到的显微组织为回火马氏体组织。这种马氏体组织可以保证钢板具有良好的硬度和耐磨性，但是对低温韧性十分不利。当钢板的厚度增加至60mm以上时，钢板的低温韧性更是迅速恶化，冲击韧性在20J以下。这种高硬度、低韧性的低合金耐磨钢板很难适应目前复杂工况的使用要求，由其制造成的设备在运行过程中存在巨大的安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板及制备方法，本制备方法可对厚度为250-300mm的连铸坯轧制生产厚度为60-100mm的耐磨钢板，工艺简单，轧制后无需在线冷却；通过本方法制备的钢板厚度规格大，-40℃低温冲击韧性高、力学性能稳定，十分适合用于制造大型机械设备耐磨部件。第一方面，本专利技术提供一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，所述钢板包含以下重量百分比的化学成分，C：0.15％-0.19％、Si：0.20％-0.60％、Mn：1.10％-1.50％、Nb：0.01％-0.05％、Ni：0％-0.80％、Cr：0.30％-0.50％、Mo：0.30％-0.50％、V：0.015％-0.030％、P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.050％-0.070％，其余为Fe和微量杂质。进一步的，所述钢板厚度为60-100mm。进一步的，所述钢板厚度为60-80mm，钢板包含以下重量百分比的化学成分，C：0.17％-0.19％、Si：0.40％-0.60％、Mn：1.10％-1.30％、Nb：0.01％-0.03％、Cr：0.30％-0.40％、Mo：0.30％-0.40％、V：0.015％-0.020％、P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.05％-0.06％，其余为Fe和微量杂质。进一步的，所述钢板厚度为60-80mm，Mn、Cr、Mo、Nb、V元素为复合添加。进一步的，所述钢板厚度为80<-100mm，钢板包含以下重量百分比的化学成分，C：0.15％-<0.17％、Si：0.20％-<0.40％、Mn：1.30％<-1.50％、Nb：0.03％<-0.05％、Ni：0.60％<-0.80％、Cr：0.40％<-0.50％、Mo：0.40％<-0.50％、V：0.020％<-0.030％，P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.060％<-0.070％，其余为Fe和微量杂质。其中，80<-100mm表示钢板的厚度大于80mm同时小于等于100mm的情况。进一步的，所述钢板厚度为80<-100mm，Ni、Mn、Cr、Mo、Nb、V元素为复合添加。进一步的，所述钢板表面的布氏硬度为350-380，1/4钢板厚度处的-40℃冲击功≥60J。其中，耐磨钢板中各种元素的作用如下：C：C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，但会对韧性产生恶化作用。因此，本专利技术中，C含量控制在0.15％-0.19％。Si：Si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，Si太高时，容易产生回火脆性，降低钢的韧性。因此，本专利技术Si含量应控制在0.20％-0.60％的范围内。Mn：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1.10％-1.50％范围内。P、S：P和S是钢中的有害元素，可影响钢的脆性。S在钢中可与锰形成塑性夹杂物MnS，对钢板的横向塑性和韧性具有较大影响；同时P也严重影响钢板的塑性和韧性。对于本专利技术而言，P和S的含量越低越好，但是在实际生产过程中，P和S均不可避免，因此，本专利技术中的P含量控制在0.015％以下、S含量控制在0.002％以下。Mo：Mo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Mo含量控制在0.30％-0.50％。Cr、Ni：Ni元素是提高钢的低温韧性的最主要合金元素。Cr、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。本专利技术中将Ni含量控制在0.50％-0.80％、Cr含量控制在0.30％-0.50％Al：Al是最强烈的脱氧剂之一，可以有效去除钢中的O。另外，Al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Al含量控制在0.050％～0.070％的范围内。第二方面，本专利技术提供一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板的制备方法，方法包括以下步骤：步骤(a)冶炼：铁水经过KR预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF钢包炉精炼、RH真空脱气精炼及板坯连铸机制得连铸坯；步骤(b)连铸坯加热：连铸坯采用带温度装炉加热，装炉前连铸坯的温度为100-300℃，连铸坯加热温度控制在1200-1220℃；步骤(c)成型轧制：对加热的连铸坯进行奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制，奥氏体再结晶区的末道次终轧温度≥1050℃，奥氏体未再结晶区开轧温度为965-990℃，连铸坯厚度与成品钢板厚度之间的比值≥3；步骤(d)钢板缓冷：钢板轧制成形后快速进行堆垛缓冷，开始缓冷温度≥500℃，缓冷时间≥36小时；步骤(e)离线淬火：将缓冷后的钢板离线加热至900-920℃完全奥氏体化，淬火保温时间为20-25min，后经淬火机进行淬火至室温；步骤(f)回火热处理：进行280-400℃回火热处理，回火保温时间为30-40min。进一步的，当钢板厚度为60-80mm时，钢板的制备方法包括以下步骤：步骤(a)冶炼：铁水经过KR预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF钢包炉精炼、RH真空脱气精炼及板坯连铸机连铸坯；步骤(b)连铸坯加热：连铸坯采用带温度装炉加热，装炉前连铸坯的温度为100-300℃，连铸坯加热温度控制在1200-1220℃；步骤(c)成型轧制：对加热的连铸坯进行奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制，奥氏体再结晶区的末道次终轧温度≥1050℃，奥氏体未再结晶区开轧温度为975-990℃，连铸坯厚度与成品钢板厚度之间的比值≥3；步骤(d)钢板缓冷：轧制后钢板堆垛缓冷开始温度≥500℃，缓冷时间≥36小时；步骤(e)离线淬火：将缓冷后的钢板离线加热至900-910℃完全奥氏体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种350‑380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分重量百分比含量为C：0.15％‑0.19％、Si：0.20％‑0.60％、Mn：1.10％‑1.50％、Nb：0.01％‑0.05％、Ni：0％‑0.80％、Cr：0.30％‑0.50％、Mo：0.30％‑0.50％、V：0.015％‑0.030％、P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.050％‑0.070％，其余为Fe和微量杂质。

【技术特征摘要】
1.一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分重量百分比含量为C：0.15％-0.19％、Si：0.20％-0.60％、Mn：1.10％-1.50％、Nb：0.01％-0.05％、Ni：0％-0.80％、Cr：0.30％-0.50％、Mo：0.30％-0.50％、V：0.015％-0.030％、P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.050％-0.070％，其余为Fe和微量杂质。2.如权利要求1所述的一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述钢板厚度为60-100mm。3.如权利要求2所述的一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述钢板厚度为60-80mm，钢板包含以下重量百分比的化学成分，C：0.17％-0.19％、Si：0.40％-0.60％、Mn：1.10％-1.30％、Nb：0.01％-0.03％、Cr：0.30％-0.40％、Mo：0.30％-0.40％、V：0.015％-0.020％、P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.05％-0.06％，其余为Fe和微量杂质。4.如权利要求3所述的一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述Mn、Cr、Mo、Nb、V元素为复合添加。5.如权利要求2所述的一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述钢板厚度为80<-100mm，钢板包含以下重量百分比的化学成分，C：0.15％-<0.17％、Si：0.20％-<0.40％、Mn：1.30％<-1.50％、Nb：0.03％<-0.05％、Ni：0.60％<-0.80％、Cr：0.40％<-0.50％、Mo：0.40％<-0.50％、V：0.020％<-0.030％，P≤0.015％、S≤0.002％、Alt：0.060％<-0.070％，其余为Fe和微量杂质。6.如权利要求5所述的一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述Ni、Mn、Cr、Mo、Nb、V元素为复合添加。7.如权利要求1所述的一种350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板，其特征在于，所述钢板表面的布氏硬度为350-380，1/4钢板厚度处的-40℃冲击功≥60J。8.一种如权利要求1-7任一项所述的350-380HBW硬度级别厚规格高韧性耐磨钢板的制备方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤(a)冶炼：铁水经过KR预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF钢包炉精炼、RH真空脱气精炼及板坯连铸机制得连铸坯；步骤(b)连铸坯加热：连铸坯采用带温度装炉加热，装炉前连铸坯的温度为100-300℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡钊，王勇，彭宾，周平，黄少文，张学民，李长新，张海民，谢晖，薄其伟，王旭峰，
申请(专利权)人：贝斯山钢山东钢板有限公司，山东钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37