本发明专利技术一种加工性良好且制造条件不易影响特性的高韧性耐磨钢。本发明专利技术涉及一种高韧性耐磨钢及其制造方法，所述高韧性耐磨钢的特征在于，含有以质量%计为C:0.15~0.25%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.4~1.3%、P:0.015%以下、S:0.005%以下、Cr:0.2~0.9%、Nb:0.005~0.03%、Ti:0.005~0.03%、B:0.0003~0.004%、Al:0.005~0.08%以及N:0.005%以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质组成，满足下述(1)式以及(2)式，表面硬度以布氏硬度计为HBW400~500。进而也可以含有Cu、Ni、Mo、V的元素中的1种或2种以上。DI/t=0.5~15.0?(1)式；Ms≦430?(2)式。此处，t为钢的板厚(mm)，DI为淬火性指数，Ms为马氏体相变开始温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为例如土木、矿山用的建设机械、大型工业机械这样的、被要求耐磨性的机械的构成部件而使用的。
技术介绍
因为机械的构成部件的耐磨性极大取决于其表面硬度，所以针对例如土木、矿山用的建设机械、大型工业机械这样的、被要求耐磨性的机械的构成部件，适用高硬度钢。近年来，在寒冷地的矿山开发活跃起来，与此伴随在寒冷地所使用的建设机械的需要增加了。考虑在这样的寒冷地的使用，也要求耐磨钢具有低温韧性。并且，具有优异加工性的这种耐磨钢的需要也升高了。例如为了解决高韧性化的课题，专利文献I提出了如下方法对成分体系和热轧、 热处理进行最优化，从而兼具高硬度和高韧性的方法。另外，专利文献2中，提出了通过未重结晶域的压下(rolling reduction)来控制奥氏体粒的形态、以及通过利用直接淬火实现的高韧性化。现有技术文献专利文献专利文献I日本特开平09-118950号公报专利文献2日本特开2002-80930号公报
技术实现思路
_9] 专利技术要解决的问题然而，专利文献I提出的方法不属于将在寒冷地的使用考虑在内的方法，考虑在寒冷地使用的情况，不能保证认为有充分的韧性。另外，专利文献2提出的方法中必须采取在未重结晶域的大的压下量，制造条件受到较大的制约。另外，不适宜压下难以浸透的壁厚材的制造。进而，这些方法都没有考虑到提高耐磨性钢的加工性。本专利技术的目的在于，鉴于这种情况，提供具有即使在寒冷地也能使用的韧性、加工性良好且制造条件不易影响特性的。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述课题反复深入地研究的结果，发现了如下(a广(h)的见解。(a) 一般有硬度越高韧性越降低的倾向，针对耐磨钢的情况，为了保证耐磨性则需要一定的硬度。为此，对耐磨性、韧性、加工性进行了各种研究，结果发现存在能够兼具耐磨性、韧性、加工性的硬度范围。(b)并且，为了控制硬度，控制C量即可。可是为了得到更稳定的韧性，仅控制硬度并不充分，也必须控制淬火性。即，在需要价廉地制造耐磨钢的情况下，一般是利用马氏体组织，但是在淬火性不足生成上贝氏体组织的情况下，韧性显著劣化，故必须具有一定以上的淬火性。此处，如果板厚增加则淬火变难，故并不仅仅增加一定的淬火性，而需要有与板厚相对应的淬火性。(C)如上所述发现为了得到硬度及所期待的组织，通过使钢材具有与板厚相对应的淬火性，能够兼具耐磨性、低温韧性和加工性。 具体而言，以C量为主规定钢组成，与此同时将表面硬度规定在特定范围，规定淬火性与板厚之比以及马氏体相变开始温度。 予以说明，淬火性与板厚之比，是作为耐磨钢为了相应于板厚保证适当的淬火性而规定为所需要的范围的。其原因在于，板厚t变大，板厚中心部的淬火性降低，虽然能够通过增加钢中的合金成分的含量来维持淬火性,但有时会有损焊接性和加工性。另外，规定马氏体相变开始温度的原因在于，马氏体相变开始温度越低，能够使生成马氏体的温度降低，此外作为马氏体以外的组织生成贝氏体组织时，容易生成下贝氏体组织，故容易得到高韧性。(d)具体的钢组成，其含有以质量％计为C:0. 15^0. 25%、Si :0. f I. 0%、Mn:0. 4 I. 3%、P:0. 015% 以下、S :0.005% 以下、Cr: 0. 2 0. 9%、Nb : 0. 005 0. 03%、Ti:0. 005 0. 03%、B:0. 0003 0. 004%、A1:0. 005 0. 08% 以及 N:0. 005% 以下，剩余部分由 Fe和不可避免的杂质组成。进一步作为任意添加成分，也可以含有以质量％计为Cu:0. 5%以下、Ni :0. 5%以下、Mo :0. 5%以下、V:0. 08%以下的元素中的I种或2种以上。(e)针对钢的表面硬度，作为机械加工容易且能够作为耐磨性钢而使用的硬度，具体而言需要以布氏硬度计为HBW40(T500。(f)针对淬火性与板厚之比以及马氏体相变开始温度，在淬火性指数DI与板厚t(mm)之比DI/t满足下述的(I)式的同时，需要马氏体相变开始温度Ms满足下述的(2)式。DI/t=0. 5 15. 0 (I)式Ms ( 430 (2)式次处，t为钢的板厚(mm), DI为淬火性指数，Ms为马氏体相变开始温度。予以说明，淬火性指数DI依赖于钢的化学成分，可以用下述的(3)式计算。本来是指理想临界直径，是对圆棒利用理想的冷却进行淬火时圆棒的中心部50%成为马氏体组织的直径。因此，可作为淬火性指数而转用。DI=9.238 vr C(]+0.64Si) (1+4.1 Mn) (H-0.27Cu) (1+0.5Ni)(I +2.33Cr) (I 十3.14Mo)⑶式此处,式中的元素标号表示钢中各个元素的含量(质量％ )。另外，马氏体相变开始温度Ms是淬火冷却时的马氏体相变开始温度(V )，它也依赖于钢的化学成分，可以用下述的(4)式计算。Ms = 521-353xC-22xSi-24xMn-27xNi-18xCr-8xCu-16xM0(4)式此处,式中的元素标号表示钢中各个元素的含量(质量％ )。(g)接着，为了得到优异的韧性，优选为以马氏体作为主体的组织，具体而言是马氏体比率为70%以上的组织。然而，马氏体组织是使加工性降低的原因。另外，钢中的碳含量也是降低加工性的原因。因此，为了形成具有优异的加工性的高韧性耐磨钢，优选马氏体比率M和碳含量之积为23以下。(h)具有这样的硬度及显微组织以及与板厚相对应的淬火性的钢，可以由具有前述钢组成的板坯通过下面(i)或(ii)任一方法而制造。(i)利用如下“再加热淬火”的方法加热到900 1200°C的温度，接着进行热轧，在1000°C以下的温度下进行轧制，在Ar3点-100°c以上且Ar3+150°C以下的温度下完成轧制后冷却，然后再加热到Ac3点以上且950°C以下的温度后进行水冷。(ii)利用如下“直接淬火”的方法加热到90(Tl200°C的温度，接着进行热轧，在IOOO0C以下的温度下进行轧制，在Ar3点以上且Ar3+150°C以下的温度下完成轧制后，从Ar3点以上的温度以冷却速度3. (TC /秒以上冷却至钢板的表面温度为200°C以下。 本专利技术是基于上述见解完成的，其要旨如下述的(1) (5)所示。(I) 一种高韧性耐磨钢，其特征在于，其含有以质量％计为C:0. 15、. 25%、Si :0. I I. 0%、Mn:0. 4 I. 3%、P:0. 015% 以下、S:0. 005% 以下、Cr:0. 2 0. 9%、Nb:0. 005 0. 03%、Ti:0. 005 0. 03%、B:0. 0003 0. 004%、A1:0. 005 0. 08% 以及N:0. 005% 以下，剩余部分由 Fe和不可避免的杂质组成，满足下述(I)式以及(2)式，表面硬度以布氏硬度计为HBW40(T500。DI/t=0. 5 15. 0 (I)式Ms ^ 430(2)式此处，t为钢的板厚(mm)，DI为淬火性指数，Ms为马氏体相变开始温度，DI以及Ms各自基于下述的(3)式以及(4)式计算。予以说明，式中的元素标号表示钢中的各个元素的含量(质量％)。权利要求1.一种高韧性耐磨钢，其特征在于，其含有以质量％计为C:O. 15^0. 25%、S本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：久保谕，藤原知哉，弓野公久，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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