一种1000MPa级高强耐磨钢及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种1000MPa级高强耐磨钢及其生产方法，耐磨钢由以下质量百分含量的化学成分组成：C：0.18～0.25%、Si：1.10～1.50%、Mn：1.70～2.0%、P≤0.018%、S≤0.008%、V：0.020～0.040%、Als：0.40～0.60%，其余为Fe和残留元素。生产过程包括含钒铁水提钒、半钢冶炼、板坯连铸、板坯加热、粗轧、精轧、卷曲等。钢板具有良好的成型性，抗拉强度≥1000MPa，屈服强度≥680MPa，断后延伸率A≥14.0%，冷弯D=3a，且生产工艺简单，成本低。

A 1000MPa high strength wear resistant steel and its production method

【技术实现步骤摘要】
一种1000MPa级高强耐磨钢及其生产方法
本专利技术属于钢铁材料开发及冶金
，特别涉及一种1000MPa级高强耐磨钢及其生产方法。
技术介绍
1000MPa级高强耐磨钢广泛应用于高端自卸车箱板、研磨设备内衬板、高端混凝土运输车等关键抗耐磨零部件。申请号为201710729002.8、专利技术名称为“基于CSP流程的1000MPa级热轧TRIP钢及制造方法”的中国专利技术专利申请，该专利技术公开了一种基于CSP流程的1000MPa级热轧TRIP钢，含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.16～0.20％、硅1.60～1.80％、锰1.50～1.60％、钒0.20～0.24％、磷≤0.008％、硫≤0.005％、酸溶铝0.015～0.060％、氮0.015～0.025％，余量为铁和不可避免的杂质。通过性能对比可以发现，上述专利专利技术高碳耐磨板与本专利专利技术的设计强度基本一致，但是上述专利技术采用钒氮合金和钒铁进行合金化，存在合金成本和生产成本较高的问题，不利于市场推广。申请号为201810542245.5、专利技术名称为“1000MPa级高加工硬化指数冷轧高强钢板及其制备方法”的中国专利技术专利申请，该专利技术公开一种加工硬化能力优异的1000MPa级冷轧高强钢板，其化学成分按重量百分比计为：C0.20～0.25％、Si1.4～1.6％、Mn1.8～2.0％、V0.08～0.12％、N≤0.0060％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als0.020～0.050％，余为Fe及杂质。其生产工艺为：炼钢→热轧→冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整工序。与201710729002.8专利技术专利相比虽然降低了V、N含量降低了生产成本，但是增加了连续退火工序，生产工序延长，生产成本比本专利技术高。综上所述，因此目前1000MPa级耐磨钢生产流程较长、成本较高的问题，因此如何解决1000MPa级低成本生产的问题成为制约其发展和市场推广的技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种1000MPa级高强耐磨钢及其生产方法，所提供的钢板具有较好的成形性和断后延伸率，成型后不易回弹，且生产工艺简单，成本低。为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种1000MPa级高强耐磨钢，其由以下质量百分含量的化学成分组成：C：0.18～0.25%；Si：1.10～1.50%；Mn：1.70～2.0%；P≤0.018%；S≤0.008%；V：0.020～0.040%；Als：0.40～0.60%；其它为Fe和残留元素。进一步地，本专利技术提供的一种1000MPa级高强耐磨钢，其中：所述钢板厚度为2.0～6.0mm，抗拉强度≥1000MPa，屈服强度≥680MPa，断后延伸率A≥14.0%，冷弯D=3a。本专利技术还提供了一种1000MPa级高强耐磨钢的生产方法，包括以下步骤：S1：板坯冶炼根据钢板化学成分要求，对含钒铁水进行提钒处理、半钢冶炼，冶炼时进行脱磷、LF精炼脱硫和成分微调；采用1000～1600mm板坯连铸机进行连铸铸钢，连铸过程中钢水过热度控制在15～35℃，连铸机拉速控制在1.0～1.2m/min，得到成分合格的板坯；S2：钢板控轧控冷板坯加热：将板坯运至加热炉内进行加热，加热温度为1260～1300℃，加热时间150～200min；除鳞：钢坯出炉后采用压力≥18MPa的除鳞水去除板坯表面的氧化铁皮；粗轧：采用四辊可逆式粗轧机进行轧制，轧制温度为1060～1110℃，得到中间坯厚度为34～45mm；精轧：采用精轧7机架对中间坯进行轧制，终轧温度为860～900℃；卷曲：在线进行冷却，冷却速率为27～40℃/s，卷曲温度为250～300℃本专利技术的设计思路为：（1）C：对钢的硬度影响较大，可以显著提高钢的淬透性。在淬火处理时，会严重影响淬火马氏体组织形貌及碳化物的析出情况。低碳钢淬火容易得到板条马氏体，且马氏体的形貌会随着含碳量的增加，逐渐向片状、针状、凸透镜状转变。片状马氏体强度大，脆性也大。板条状马氏体强度稍低，韧性却有明显改善。因此，采用淬火工艺时，板条状马氏体是最期待得到的组织形态。故应适当控制钢种碳的质量百分含量在0.12〜0.2%。（2）Si：缩小γ相曲，升高A3点，几乎不影响Ms点，有利于γ向α的转变。硅易溶入铁素体中起到固溶强化作用，也能溶于渗碳体，使渗碳体不稳定，阻碍其析出和聚集，另外硅还推迟钢中ε碳化物向渗碳体的转变，使发生低温回火脆性的温度范围升高，提商钢的抗回火性能。硅含量提高还能有效抑制碳化物在奥氏体中析出，增加碳在奥氏体中的活度，在贝氏体或马氏体转变时使板条间未转变的残余奥氏体富碳，最终奥氏体以薄膜状的形态保留下来，薄膜状的残余奥氏体有助于改善钢的韧性。基于硅元素以上的优点，所以对低合金耐磨钢可以适当考虑提高硅的含量，但硅含量超过1.5%就容易在相变过程中产生使塑形降低的块状铁素体，且易产生淬火裂纹，并増加回火脆性。故一般低合金马氏体耐磨钢的硅含量控制在0.3～1.2%。（3）Mn：锰在钢中能固溶于铁素体或奥氏体中，提高钢的强度和硬度而不降低冲击韧性。使珠光体转变温度显著降低，使钢的Ｃ曲线强烈向右移动，降低临界冷却速度，显著推迟奥氏体向珠光体转变，大大提高淬透性，有利于钢向贝氏体和马氏体的转变。Mn还是好的脱氧剂和脱硫剂，但是锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向。（4）Ti：钛是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的TiC颗粒。分布在晶界的细小TiC颗粒，能阻碍了晶界的移动，达到细化晶粒的效果，较硬的TiC颗粒提高钢的耐磨性。除此，Ti还可以通过提高再结晶终止温度，细化晶粒。（5）Al：脱氧脱氮，保证钢的纯净度；和N结合形成弥散的AlN颗粒阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒作用，从而提高钢的常温冲击韧性和降低冷脆倾向；抑制低碳钢的时效；缩小γ相区。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术所提供的1000MPa级高强耐磨钢生产过程免热处理，工艺简单，成本低。（2）本专利技术所提供的1000MPa级高强耐磨钢成型好，且不易回弹。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1～实施例4生产的1000MPa级高强耐磨钢板的化学成分及质量百分含量如表1所示：表1实施例1～实施例4钢板的化学成分及含量实施例1生产过程如下：S1：板坯冶炼根据化学成分要求，采用150吨提钒转炉对含钒铁水进行提钒处理，150吨转炉冶炼半钢，冶炼时进行脱磷、LF精炼脱硫和成分微调；板坯断面为1000mm，连铸过程中钢水过热度控制在15～28℃，连铸机拉速控制在1.2m/min，得到成分合格的板坯，板坯直接热装；S2：钢板控轧控冷板坯加热：将板坯运至加热炉内进行加热，加热温度为1300℃，加热时间200min；除鳞：钢坯出炉后采用压力≥18MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1000MPa级高强耐磨钢，其特征在于：由以下质量百分含量的化学成分组成：C：0.18～0.25%、Si：1.10～1.50%、Mn：1.70～2.0%、P≤0.018%、S≤0.008%、V：0.020～0.040%、Als：0.40～0.60%，其余为Fe和残留元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种1000MPa级高强耐磨钢，其特征在于：由以下质量百分含量的化学成分组成：C：0.18～0.25%、Si：1.10～1.50%、Mn：1.70～2.0%、P≤0.018%、S≤0.008%、V：0.020～0.040%、Als：0.40～0.60%，其余为Fe和残留元素。


2.如权利要求1所述的一种1000MPa级高强耐磨钢，其特征在于：所述钢板厚度为2.0～6.0mm，抗拉强度≥1000MPa，屈服强度≥680MPa，断后延伸率A≥14.0%，冷弯D=3a。


3.一种如权利要求1或2所述的1000MPa级高强耐磨钢的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：板坯冶炼
根据钢板化学成分要求，对含钒铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明博，张振全，王宝华，韩宇，陆凤慧，薛启河，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13