一种600HB级耐磨钢板及其制造方法技术

一种600HB级耐磨钢板，其成分重量百分比为：C?0.41～0.50wt.％、Si?0.10～0.60wt.％、Mn?0.20～1.20wt.％、P≤0.050wt.％、S≤0.030wt.％、Cr：0.01～1.50wt.％、Mo：0.01～1.00wt.％、Ni：0.01～1.50wt.％、Ti：0.001～0.10wt.％、Al：0.001～0.10wt.％、RE：0.001～0.10wt.％、W：0.01～1.00wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％，Ca：0.001～0.010wt.％，余Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术600HB级耐磨钢板硬度高(≥600HB)，韧、塑性佳，抗磨损性极高，同时具有良好的可加工性和焊接性，微观组织为马氏体或马氏体和残余奥氏体，非常适合在强磨损环境中工作，尤其在与高强度矿石等高硬度物料相接触的车辆或设施上，如铲斗和矿用电动轮自卸车车厢等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐磨钢，具体地说，本专利技术涉及一种600HB级耐磨钢板及其制造方法。
技术介绍
在工作条件特别恶劣情况下需要使用强、硬度高的耐磨钢板以减少设备的磨损量，延长其使用寿命。材料的耐磨性主要取决于其硬度，韧性也有一定的影响。耐磨钢的强、硬度越高， 其碳和合金含量越高，则焊接性能越差。同时切割、弯曲等使用性能也较差，这就限制了高硬度耐磨钢在工程上的广泛应用。现有耐磨钢大都为高碳耐磨钢，如中国专利CN1099810公开的，其最大碳含量高达1.20wt· %，严重降低耐磨钢的韧性。另外，中国专利CN1140205中的铬含量在%以上，中国专利CN1099810中锰含量高达7wt. %以上，具有很高的合金含量。大量的碳和合金含量会严重恶化耐磨钢的焊接和加工性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种600HB级耐磨钢板及其制造方法，在尽量降低碳及合金元素含量基础上实现高强、高硬和优异的塑性、韧性的良好匹配，并使耐磨钢板有优异的使用性能，如焊接、切割、弯曲、机加工和耐磨性等，进而有益于耐磨钢在工程上的广泛应用。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，一种600冊级耐磨钢板，其化学成分重量百分比为(0.41 0.50衬.Si 0. 10 0. 60wt. Mn :0. 20 1. 20wt. P ^ 0. 050wt. S ^ 0. 030wt. Cr 0. 01 1. 50wt. %、Mo :0. 01 1. OOwt. %、Ni :0. 01 1. 50wt. %,Ti :0. 001 0. IOwt. %、 Al :0. 001 0. IOwt. RE :0. 001 0. IOwt. W 0. 01 1. OOwt. B 0. 0005 0. 0040wt. %,Ca :0. 001 0. OlOwt. %，余量为！^和不可避免的杂质；其中还要同时满足1. 50wt. % ≥ Si+Mn ≥ 0. 50wt. %，2. OOwt. %≥ Cr+Mo ≥0. 20wt. %，0. 15wt. % ≥Al+Ti ≥ 0. 03wt. %,在本专利技术所涉及的600HB级耐磨钢板的化学成分中碳含量控制在0.41 0.50wt%范围内。碳是耐磨钢中最基本、最重要的元素， 可以显著提高钢的强度和硬度，进而提高钢的耐磨性。碳对钢的韧性和焊接性能不利。因此，应合理控制钢中的碳含量，在获得高强度、高硬度的同时保证钢板的韧性及焊接性能。硅含量控制在0. 10 0.60衬％范围内。硅固溶在铁素体和奥氏体中提高它们的硬度和强度，然而硅含量过高会导致钢的韧性急剧下降。同时考虑到硅与氧的亲和力比铁强，焊接时容易产生低熔点的硅酸盐，增加了熔渣和熔化金属的流动性，影响焊缝质量， 因此含量不易过多。锰含量控制在0. 20 1. 20wt%范围内。锰强烈增加钢的淬透性，降低马氏体转变温度和钢的临界冷却速度。但锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。铬含量控制在0.01 1.50wt. %范围内。铬可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。铬在钢中可以形成(Fe，Cr)3C、(Fe，CiO7C3和(Fe，Cr)23C7等多种碳化物，提高强度和硬度。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢的回火稳定性。钼含量控制在0. 01 1. 50wt. %范围内。钼可以细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼是减小回火脆性的元素，可以提高回火稳定。镍含量控制在0. 01 1. 50wt. %范围内。镍可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。镍在0 2. 50wt. %范围内。镍能与铁以任何比例互溶，通过细化铁素体晶粒改善钢的低温韧性，并具有明显降低冷脆转变温度的作用。对于高级别且高低温韧性的耐磨钢， 镍是十分有益的添加元素。但含量过高易导致钢板表面氧化皮难以脱落，且成本显著增加， 因此需控制其含量。钛含量控制在0. 001 0. IOwt. %范围内。钛是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的TiC颗粒。TiC颗粒细小，分布在晶界，达到细化晶粒的效果。钛可以形成钛氮化物，起到固定氮的作用。铝含量控制在0.001 0. IOwt. %范围内。铝和钢中氮能形成细小难溶的AlN颗粒，细化显微组织。铝不仅是脱氧剂，还有促进亚稳定奥氏体形成的作用。铝能抑制和延缓过冷奥氏体的碳化物分解，提高韧性。稀土 含量控制在0. 001 0. IOwt. %范围内。在钢中添加稀土可以减少硫、磷等元素的偏析，改善非金属夹杂物的形状、大小和分布，同时可以细化晶粒，提高硬度。稀土能提高屈强比和有利于改善低合金高强度钢的强韧性。稀土的含量不易过多，否则会产生严重偏析，降低铸坯质量和力学性能。钨含量控制在0. 001 1. OOwt. %范围内。钨可以增加钢的回火稳定性和热强性，并可以起到一定的细化晶粒作用。另外，钨可以形成硬质碳化物而增加钢的耐磨性。硼含量控制在0. 0005 0. 004wt. %范围内。硼增加钢的淬透性。硼对钢淬火成马氏体后的抗回火软化作用没有影响，含硼钢需采取较低的回火温度和较短的回火时间。 钢中的硼含量超过0. 007%，将导致热脆现象，影响钢的热加工性能。钙含量控制在0. 001 0. OlOwt. %范围内。钙对铸钢中夹杂物的变质具有显著作用，铸钢中加入适量钙可将铸钢中的长条状硫化物夹杂转变为球状的CaS或(Ca，Mn) S夹杂，钙所形成的氧化物及硫化物夹杂密度小，易于上浮排除。钙还显著降低硫在晶界的偏聚，这些都有益于提高铸钢的质量，进而提高钢的性能。磷与硫在耐磨钢中，硫与磷均为有害元素，它们的含量要严格控制，本专利技术所涉及钢种中磷含量小于0. 050wt. %，硫含量小于0. 030wt. %。硅、锰的部分作用相类似，可以部分取代，但硅、锰含量同时较高时，对焊接性能十分不利，因此又要加以限制，另外，加入适量的锰可以改善由高硅钢的韧性，因此其含量限制在 0. 50wt. Si+Mn ( 1. 50wt. %范围。钼是减小回火脆性的元素，可以提高回火稳定。铬可以提高淬透性，但对韧性不利，需要加入适量的钼进行调节，但钼会增加成本，因此含量需要控制，综合考虑含量控制在以下范围:0. 20wt. Cr+Mo ( 2. OOwt. %。铝降低奥氏体的稳定性，减小奥氏体转变时的过冷度，降低钢的淬透性，提高临界淬火冷却速度。钛均能形成细小颗粒进而细化晶粒，铝可以与保证细小钛颗粒的形成，充分发挥钛的细化晶粒作用，故其范围如下:0. 03wt. Al+Ti ( 0. 15wt. %0总之，本专利技术所涉及的钢种通过元素种类及含量的科学设计，在添加少量合金元素基础上实现了高强、高硬和良好的塑性、韧性的匹配，提高了钢的耐磨性。本专利技术的600HB级耐磨钢板的制造方法，包括，转炉或电炉冶炼、炉外精炼、铸造、 加热、轧制、冷却、淬火和回火步骤；其中，加热步骤中，加热温度为小于1300°C ；轧制步骤中，开轧温度为小于1250°C，轧后空冷；淬火步骤中，淬火温度小于Ac3+100°C ；回火步骤中， 回火温本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种６００ＨＢ级耐磨钢板，其化学成分重量百分比为：Ｃ：０．４１～０．５０ｗｔ．％、Ｓｉ：０．１０～０．６０ｗｔ．％、Ｍｎ：０．２０～１．２０ｗｔ．％、Ｐ：≤０．０５０ｗｔ．％、Ｓ：≤０．０３０ｗｔ．％、Ｃｒ：０．０１～１．５０ｗｔ．％、Ｍｏ：０．０１～１．００ｗｔ．％、Ｎｉ：０．０１～１．５０ｗｔ．％、Ｔｉ：０．００１～０．１０ｗｔ．％、Ａｌ：０．００１～０．１０ｗｔ．％、ＲＥ：０．００１～０．１０ｗｔ．％、Ｗ：０．０１～１．００ｗｔ．％、Ｂ：０．０００５～０．００４０ｗｔ．％，Ｃａ：０．００１～０．０１０ｗｔ．％，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质；其中还要同时满足：１．５０ｗｔ．％≥Ｓｉ＋Ｍｎ≥０．５０ｗｔ．％，２．００ｗｔ．％≥Ｃｒ＋Ｍｏ≥０．２０ｗｔ．％，０．１５ｗｔ．％≥Ａｌ＋Ｔｉ≥０．０３ｗｔ．％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，姚连登，刘自成，赵小婷，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31