一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢，该链条钢的化学成分按质量百分比计为C：0.21～0.24％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.25～1.40％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，Cr：0.50～0.70％，Mo：0.55～0.65％，Ni：1.05～1.15％，V：0.15～0.25％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；整个工艺流程为：配料

【技术实现步骤摘要】
一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于特种钢冶炼领域，具体涉及一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]矿用链条钢用于制造矿用链条，链条是煤矿井下刮板输送机上的关键承载件，链条工作环境复杂，大多数煤矿环境具有潮湿、腐蚀性强等特点，腐蚀失效是导致矿用链条失效的主要失效方式之一，因此，不仅要求材料具有高强韧性，也需具备耐腐蚀性；通过分析因腐蚀失效的链条，大多数的腐蚀表现为链条表面的氧化，具体见附图1，因此，可通过提高矿用链条钢的抗氧化性，来解决链条的腐蚀失效。另外，随着市场竞争压力的与日俱增，采煤流程的各个环节都在追求成本的最优化，从原材料角度，同样需要降低成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢及其制备方法，优化了矿用链条钢的生产流程，实现成本最优化，钢材耐腐蚀性更强。
[0004]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢，该链条钢的化学成分按质量百分比计为C：0.21～0.24％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.25～1.40％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，Cr：0.50～0.70％，Mo：0.55～0.65％，Ni：1.05～1.15％，V：0.15～0.25％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。
[0005]所述链条钢的直径在20～100mm范围，
[0006]本专利技术矿用高强度、耐腐蚀链条钢的化学成分是这样确定的:
[0007]C：是确保钢材强度所必须的元素，但过高的C含量对钢的延性、韧性不利并显著增加材料的碳当量，不利于钢材的焊接性能。为了保证链条钢的塑性、韧性、切削性和焊接性，碳含量不宜高。为保证链条热处理后的性能稳定性，碳含量的波动不易过大，本专利技术控制碳含量为0.21～0.24％。
[0008]Si：是钢中的脱氧元素，并以固溶强化形式提高钢的强度。Si含量低于0.10％时，脱氧效果较差，Si含量较高时会增加钢的脆性，并降低闪光焊接的可焊性和焊缝的性能。本专利技术控制硅含量为0.15～0.35％。
[0009]Mn：是提高钢淬透性的元素，并起固溶强化作用以弥补钢中因C含量降低而引起的强度损失。Mn含量过高又会增加其碳当量从而损坏焊接性能。本专利技术Mn含量控制为1.25～1.40％。
[0010]Ni：为保证材料的焊接性，该链条钢的C、Mn含量控制的相对较低，但为了保证淬透性，需通过增加合金Ni来实现。由于露天矿的存在，需保证链条的低温冲击性能。本专利技术将其含量控制在1.05～1.15％。
[0011]Cr：是中等碳化物形成元素，加热时溶入奥氏体的Cr强烈提高淬透性。钢中的Cr，一部分置换铁形成合金渗碳体，提高稳定性；一部分溶入铁素体中，起固溶强化作用，提高
铁素体的强度和硬度。本专利技术将其含量控制在0.50～0.70％。
[0012]Mo：存在于钢的固溶体和碳化物中，有固溶强化作用，能改善钢的淬透性和回火稳定性，还能细化晶粒，改善碳化物不均匀性，从而提高钢的强度和韧性。Mo也是贵重金属，含量过高会增加成本。本专利技术中Mo的含量控制在0.55～0.65％。
[0013]S、P：为钢中的有害杂质元素，易形成偏析、夹杂等缺陷。作为杂质元素会给钢材的韧性(特别是心部的韧性)和闪光焊接热影响区的韧性带来不利的影响，应尽量地减少其含量。本专利技术控制P：≤0.010％，S：≤0.010％。
[0014]V：是使V(C，N)析出的元素，能以弥散析出的形式显著提高钢的强度，且V的加入，能提高链条的抗回火稳定性，但若添加量过高，则将降低钢的韧性和焊接性能。本专利技术控制其含量在0.15～0.25％。
[0015]本专利技术解决另一技术问题的技术方案为，一种制造上述矿用高强度、耐腐蚀链条钢的方法，整个工艺流程为：配料
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电炉冶炼
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LF精炼
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VD真空脱气
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连铸
→
缓冷坑缓冷
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冷装入炉加热
→
高压水除鳞
→
开坯轧制
→
入坑缓冷
→
冷装入炉加热
→
轧制成型(控轧控冷)
→
堆冷
→
矫直
→
精整入库。
[0016]具体工艺步骤如下：
[0017]首先将冶炼原料依次经电炉冶炼、LF精炼、VD脱气和连铸，得到满足化学成分要求、规格为300*340mm2的铸坯，为防止后道工序回P并保证成品的P要求，电炉出钢需采用扒渣工艺，P含量务必控制在0.008％以下；
[0018]将铸坯高温下线入缓冷坑，下线温度不得低于600℃，缓冷时间必须大于64小时，出坑；然后将铸坯冷装入加热炉加热，加热温度1250
‑
1300℃，保温4
‑
5小时出炉；
[0019]经高压水除鳞后进行开坯轧制，开坯轧制成的尺寸为230*230mm2，轧制结束后将中间坯入坑缓冷，缓冷时间大于48小时；中间坯冷装入炉加热，加热温度1250
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1300℃，保温3
‑
4小时出炉；
[0020]坯料从加热炉出来后进行高压水除磷，采用高精度的Kocks轧机轧制，终轧温度900
‑
1000℃，并使用控轧控冷工艺，轧制线上增加保温罩，严格控制材料的冷却速度，材料表面温降≤15℃/分钟，材料离开保温罩的温度≤300℃，防止形成马氏体组织，降低贝氏体组织的比例，最终得到“铁素体+珠光体+少量贝氏体组织”，使得材料的硬度控制在240
‑
260HB范围内，方便客户下料的同时，改善焊接前的组织状态，利于编环，降低焊接过程中的高温抗力，提高材料焊接性能。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0022]1)传统的矿用链条钢需要在轧制后，对原材料进行退火处理，以满足客户下料需求，本专利技术通过控轧控冷工艺，使得热轧材的硬度控制在240
‑
260HB范围内，取消了退火工序，缩短了原材料的生产流程，提高了生产效率，同时降低了材料的成本，大大增加了矿用链条钢产品的市场竞争力。
[0023]2)本专利技术在传统矿用链条钢的基础上，通过化学成分的优化，增加Cr、Ni、Mo、V合金量，大幅提高了材料本身的抗氧化性，从而增强了链条的抗腐蚀能力。
[0024]3)本专利技术的链条钢直径为20～100mm，屈服强度≥1080MPa，抗拉强度≥1220MPa，收缩率≥48％，延伸率≥10％，常温下的夏比冲击功≥60J，交货态硬度为240
‑
260HB。
附图说明：
[0025]图1为传统工艺制备的矿用链条腐蚀失效图。
具体实施方式
[0026]下面结合实例对本
技术实现思路
作进一步说明。
[0027]实施例1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢，其特征在于：该链条钢的化学成分按质量百分比计为C：0.21～0.24％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.25～1.40％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，Cr：0.50～0.70％，Mo：0.55～0.65％，Ni：1.05～1.15％，V：0.15～0.25％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢，其特征在于：所述链条钢的直径为20～100mm。3.根据权利要求1所述的一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢，其特征在于：所述链条钢的屈服强度≥1080MPa，抗拉强度≥1220MPa，收缩率≥48％，延伸率≥10％，常温下的夏比冲击功≥60J，交货态硬度为240
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260HB。4.根据权利要求1所述的一种矿用高强度、耐腐蚀链条钢，其特征在于：所述链条钢的组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体组织。5.一种如权利要求1所述的矿用高强度、耐腐蚀链条钢的制造方法，其特征在于：整个工艺流程为：配料
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电炉冶炼
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LF精炼
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VD真空脱气
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连铸
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缓冷坑缓冷
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冷装入炉加热
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高压水除鳞
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开坯轧制
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入坑缓冷
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冷装入炉加热
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【专利技术属性】
技术研发人员：樊启航，吴小林，刘谦，邵淑艳，翟蛟龙，李芸，张魁，陈泽雷，俞金锦，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：