具有优异的硬度和冲击韧性的耐磨钢及其制造方法技术

本发明专利技术的实施方案提供了一种具有优异的硬度和冲击韧性的耐磨钢及其制造方法，其中，该耐磨钢包含：0.19重量％至0.28重量％的碳(C)、0.1重量％至0.7重量％的硅(Si)、0.6重量％至1.6重量％的锰(Mn)、0.05重量％或更少(不包括0)的磷(P)、0.02重量％或更少(不包括0)的硫(S)、0.07重量％或更少(不包括0)的铝(Al)、0.01重量％至0.5重量％的铬(Cr)、0.01重量％至3.0重量％的镍(Ni)、0.01重量％至1.5重量％的铜(Cu)、0.01重量％至0.5重量％的钼(Mo)、50ppm或更少(不包括0)的硼(B)以及0.02重量％或更少(不包括0)的钴(Co)；还包含选自以下中的一者或更多者：0.02重量％或更少(不包括0)的钛(Ti)、0.05重量％或更少(不包括0)的铌(Nb)、0.05重量％或更少(不包括0)的钒(V)以及2ppm至100ppm的钙(Ca)；以及包含余量的Fe和其他不可避免的杂质，其中，C、Ni和Cu满足以下关系表达式1：[关系表达式1]C×Ni×Cu≥0.05(其中，C、Ni和Cu的含量基于重量％)，并且该耐磨钢的显微组织包含95面积％或更多的马氏体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有优异的硬度和冲击韧性的耐磨钢及其制造方法
本公开涉及具有高硬度的耐磨钢以及制造该耐磨钢的方法，并且更具体地涉及用于建筑机械等的具有高硬度的耐磨钢以及制造该耐磨钢的方法。
技术介绍
在用于比如建筑、土木工程、采矿业、水泥行业等的许多行业领域中的建筑机械和工业机械的情况下，由于作业期间的摩擦会导致严重的磨损，因此可能需要使用具有耐磨性的材料。通常，厚钢板的耐磨性和硬度可以是彼此相关的。因此，在可能被磨损的厚钢板的情况下，可能需要增加厚钢板的硬度。为了确保更稳定的耐磨性，可能需要从厚钢板的表面穿过板厚度的内部(t/2附近，t＝厚度)具有均匀的硬度(例如，在厚钢板的表面上和内部中具有相同水平的硬度)。通常，为了获得高硬度的厚钢板，可以广泛使用一种在轧制后再加热至Ac3温度或更高温度，然后进行淬火的方法。例如，专利文献1和2公开了一种通过增加C含量并添加大量的用于提高淬透性的元素比如Cr、Mo等来增加表面硬度的方法。然而，为了制造超厚钢板，可能需要添加更多的硬化元素以确保钢板的心部部分的淬透性。在这种情况下，当添加大量的C和硬化合金时，存在制造成本可能增加并且可焊性和低温韧性可能降低的问题。因此，需要一种能够在不可避免地添加硬化合金以确保淬透性的情况下确保高强度和高冲击韧性以及通过确保高硬度来确保优异的耐磨性的方法。[现有技术文献](专利文献1)日本专利特许公报No.1996-041535(专利文献2)日本专利特许公报No.1986-166954
技术实现思路
<br>技术问题本公开的一方面是提供一种具有高硬度以及具有高强度和冲击韧性的耐磨钢以及用于制造该耐磨钢的方法。技术方案根据本公开的一个方面，高硬度耐磨钢以重量计包含：碳(C)：0.19％至0.28％，硅(Si)：0.1％至0.7％，锰(Mn)：0.6％至1.6％，磷(P)：0.05％或更少(不包括0％)，硫(S)：0.02％或更少(不包括0％)，铝(Al)：0.07％或更少(不包括0％)，铬(Cr)：0.01％至0.5％，镍(Ni)：0.01％至3.0％，铜(Cu)：0.01％至1.5％，钼(Mo)：0.01％至0.5％，硼(B)：50ppm或更少(不包括0％)以及钴(Co)：0.02％或更少(不包括0％)，还包含选自以下中的一者或更多者：钛(Ti)：0.02％或更少(不包括0％)，铌(Nb)：0.05％或更少(不包括0％)，钒(V)：0.05％或更少(不包括0％)以及钙(Ca)：2ppm至100ppm，以及包含余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，其中，C、Ni和Cu满足以下关系式1，其中，显微组织包含面积分数为95％或更多的马氏体。[关系式1]C×Ni×Cu≥0.05(其中，C、Ni和Cu的含量基于重量％。)根据本公开的另一方面，一种用于制造具有优异的硬度和冲击韧性的耐磨钢的方法包括：在1050℃至1250℃的温度加热钢板坯，该钢板坯以重量计包含：碳(C)：0.19％至0.28％，硅(Si)：0.1％至0.7％，锰(Mn)：0.6％至1.6％，磷(P)：0.05％或更少(不包括0％)，硫(S)：0.02％或更少(不包括0％)，铝(Al)：0.07％或更少(不包括0％)，铬(Cr)：0.01％至0.5％，镍(Ni)：0.01％至3.0％，铜(Cu)：0.01％至1.5％，钼(Mo)：0.01％至0.5％，硼(B)：50ppm或更少(不包括0％)以及钴(Co)：0.02％或更少(不包括0％)，还包含选自以下中的一者或更多者：钛(Ti)：0.02％或更少(不包括0％)，铌(Nb)：0.05％或更少(不包括0％)，钒(V)：0.05％或更少(不包括0％)以及钙(Ca)：2ppm至100ppm，以及包含余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，其中，C、Ni和Cu满足以下关系式1；在950℃至1050℃的温度范围内对经再加热的钢板坯进行粗轧以获得粗轧棒材；在850℃至950℃的温度范围内对粗轧棒材进行精轧以获得热轧钢板；将热轧钢板空气冷却至室温，然后在880℃至930℃的温度下于1.3t+10分钟至1.3t+60分钟的炉时间下(t：板厚度)对热轧钢板进行再加热；以及将经再加热和热轧的钢板水冷却至150℃或更低。[关系式1]C×Ni×Cu≥0.05(其中，C、Ni和Cu的含量基于重量％。)有益效果根据本公开的一个实施方案，可以提供具有高硬度和优异的低温韧性并且具有60mm或更小厚度的耐磨钢。具体实施方式在下文中，将对本公开进行详细描述。首先，将对本公开的合金组成进行描述。下文描述的合金组成的含量可以基于重量％。C：0.19％至0.28％碳(C)可以有效地用于增加具有马氏体组织的钢的强度和硬度，并且碳(C)可以是有效提高淬透性的元素。为了充分确保上述效果，C的含量可以为0.19％或更多。当C的含量超过0.35％，则可能存在可焊性和韧性劣化的问题，并且附加的热处理操作如回火是不可避免的。因此，根据本公开中的一个实施方案，可以将C含量控制在0.19％至0.35％的范围内。C含量的下限更优选为0.20％、甚至更优选为0.21％、并且最优选为0.22％。C含量的上限更优选为0.275％、甚至更优选为0.27％、并且最优选为0.265％。Si：0.1％至0.7％硅(Si)可以是通过脱氧和固溶强化来有效地提高强度的元素。为了获得上述效果，可以以0.1％或更多的量添加Si。当Si的含量超过0.7％，则可焊性可能劣化。因此，根据本公开的一个实施方案，可以将Si含量控制在0.1％至0.7％的范围内。Si含量的下限更优选为0.12％、甚至更优选为0.15％、并且最优选为0.18％。Si含量的上限更优选为0.65％、甚至更优选为0.60％、并且最优选为0.50％。Mn：0.6％至1.6％锰(Mn)可以是抑制铁素体形成并降低Ar3温度以有效地增加淬火性能并提高钢的强度和韧性的元素。在本公开中的一个实施方案中，Mn含量可以为0.6％或更多以确保厚钢板的硬度。当Mn的含量超过1.6％时，则可焊性可能劣化。因此，根据本公开中的一个实施方案，可以将Mn含量控制在0.6％至1.6％的范围内。Mn含量的下限更优选为0.62％、甚至更优选为0.65％、并且最优选为0.70％。Mn含量的上限更优选为1.63％、更优选为1.60％、并且最优选为1.55％。P：0.05％或更少(不包括0％)磷(P)可以是钢中不可避免地含有的并使钢的韧性劣化的元素。因此，可以通过显著减少P含量将P含量控制为0.05％或更少，并且考虑到可能不可避免地含有的水平，P含量可以不包括0％。S：0.02％或更少(不包括0％)硫(S)可以是通过在钢中形成MnS夹杂物而使钢的韧性劣化的元素。因此，可以通过显著减少S含量将S含量控制为0.02％或更少，并且考虑到可能不可避免地含有的水平，S含量可以不包括0％。Al：0.07％或更少(不包括0％)铝(Al)可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优异的硬度和冲击韧性的耐磨钢，所述耐磨钢以重量计包含：碳(C)：0.19％至0.28％，硅(Si)：0.1％至0.7％，锰(Mn)：0.6％至1.6％，磷(P)：0.05％或更少而不包括0％，硫(S)：0.02％或更少而不包括0％，铝(Al)：0.07％或更少而不包括0％，铬(Cr)：0.01％至0.5％，镍(Ni)：0.01％至3.0％，铜(Cu)：0.01％至1.5％，钼(Mo)：0.01％至0.5％，硼(B)：50ppm或更少而不包括0％以及钴(Co)：0.02％或更少而不包括0％，还包含选自以下中的一者或更多者：钛(Ti)：0.02％或更少而不包括0％，铌(Nb)：0.05％或更少而不包括0％，钒(V)：0.05％或更少而不包括0％以及钙(Ca)：2ppm至100ppm，以及包含余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，/n其中，C、Ni和Cu满足以下关系式1，/n其中，显微组织包含95面积％或更多的马氏体，/n[关系式1]C×Ni×Cu≥≥0.05/n其中，C、Ni和Cu的含量基于重量％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 KR 10-2017-01788211.一种具有优异的硬度和冲击韧性的耐磨钢，所述耐磨钢以重量计包含：碳(C)：0.19％至0.28％，硅(Si)：0.1％至0.7％，锰(Mn)：0.6％至1.6％，磷(P)：0.05％或更少而不包括0％，硫(S)：0.02％或更少而不包括0％，铝(Al)：0.07％或更少而不包括0％，铬(Cr)：0.01％至0.5％，镍(Ni)：0.01％至3.0％，铜(Cu)：0.01％至1.5％，钼(Mo)：0.01％至0.5％，硼(B)：50ppm或更少而不包括0％以及钴(Co)：0.02％或更少而不包括0％，还包含选自以下中的一者或更多者：钛(Ti)：0.02％或更少而不包括0％，铌(Nb)：0.05％或更少而不包括0％，钒(V)：0.05％或更少而不包括0％以及钙(Ca)：2ppm至100ppm，以及包含余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质，
其中，C、Ni和Cu满足以下关系式1，
其中，显微组织包含95面积％或更多的马氏体，
[关系式1]C×Ni×Cu≥≥0.05
其中，C、Ni和Cu的含量基于重量％。


2.根据权利要求1所述的耐磨钢，还包含选自以下中的一者或更多者：砷(As)：0.05％或更少而不包括0％，锡(Sn)：0.05％或更少而不包括0％，以及钨(W)：0.05％或更少而不包括0％。


3.根据权利要求1所述的耐磨钢，还包含5％或更少的贝氏体。


4.根据权利要求1所述的耐磨钢，其中，所述马氏体具有20μm或更小的平均板条群尺寸。


5.根据权利要求1所述的耐磨钢，具有460HB至540HB的硬度，以及具有在-40℃下47J或更大的冲击吸收能，其中，HB表示通过布氏硬度测量的钢的表面硬度。


6.根据权利要求1所述的耐磨钢，其中，所述硬度(HB)和所述冲击吸收能(J)满足以下关系式2：
[关系式2]HB×J≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘承皓，郑永镇，金勇佑，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国;KR