本发明专利技术涉及一种耐磨钢板，其成分重量百分比为：C：0.45-0.55％，Si：0.10-0.35％，Mn：0.20-1.00％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：0.20-1.00％，Mo：0.10-0.80％，Ni：0.50-2.00％，Nb：0.010-0.080％，Ti：0.001-0.060％，Al：0.010-0.10％，B：0.0005-0.0040％，Mg：0.001-0.010％，Ca：0.001-0.010％，还同时满足：(Si+Mn)≤1.10％，(Cr+Mo)≥0.80％，0.04％≤(Al+Ti)≤0.11％，余量为Fe和不可避免的杂质。其制造方法，包括：冶炼、铸造和钢坯在1000-1300℃加热、进行自由轧制，轧后空冷；在(Ac3-10)℃-(Ac3+g0)℃温度淬火，然后在100-400℃温度回火。得到的耐磨钢板的硬度典型值为650HB，具有高强、高硬和良好的韧性相匹配，并保证耐磨钢板具有良好的应用性能，如耐磨性、焊接性及机械加工等，有益于耐磨钢在工程上的广泛应用。
【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650HB级耐磨钢板及其制造方法。
技术介绍
在各种工程领域，当工程所使用的材料工作条件特别恶劣的情况下，往往需要使用硬度高的耐磨钢板以减少设备的磨损量，延长设备的使用寿命。钢板的耐磨性主要取决于其硬度，此外，钢的韧性对钢的使用寿命也有一定的影响。一般来说，钢的硬度越高，其碳和合金的含量就越高，焊接性能也就越差，这就限制了高硬度耐磨钢在工程上的广泛应用。现有高硬度耐磨钢大多为高碳、高合金耐磨钢，如CN1132264A，其硅含量 I.0-1. 5wt. %，锰含量 I. 5-1. 9wt. %，为高 Si-高 Mn 成分体系。CN1189542A、CN1385549A和CN1132263A等也为类似成分体系。发现高Si-高Mn成分体系对耐磨钢的韧性、机械加工性能和焊接性能十分不利。大量的碳和合金含量会严重恶化耐磨钢的韧性、焊接性能和加工性能，影响耐磨钢的实际应用效果，很大程度上限制了高硬度耐磨钢在工程上的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种650HB级耐磨钢板及其制造方法，在控制碳及合金元素含量(尤其Si和Mn含量)基础上实现高强、高硬和良好的韧性相匹配，并保证耐磨钢板具有良好的应用性能，如机械加工、焊接性及耐磨性等，有益于耐磨钢在工程上的广泛应用。为达到上述目的，本专利技术的一种650HB级耐磨钢板，其成分重量百分比为C 0. 45-0. 55 %, Si 0. 10-0. 35 %, Mn 0. 20-1. 00 %, P ^ O. 020 %, S ^ O. 010 %, Cr O.20-1. 00%, Mo :0. 10-0. 80%, Ni :0. 50-2. 00%, Nb :0. 010-0. 080%, Ti :0. 001-0. 06%,Al 0. 010-0. 10%, B 0. 0005-0. 0040%, Mg 0. 001-0. 010%, Ca 0. 001-0. 010%，其中还同时满足(Si+Mn) ^ I. 10%, (Cr+Mo) ^ O. 80%,O. 04%^ (Al+Ti)彡 O. 11%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。优选地，Si0. 10-0. 33%，更优选地，Si 0. 10-0. 30%。优选地，Mn0. 30-1. O %，更优选地，Mn 0. 35-0. 96%。优选地，P彡 O. 015%。优选地，S彡 O. 006%。优选地，Cr0. 30-1. O %，更优选地，Cr 0. 35-0. 99%。优选地，Mo0. 10-0. 70%，优选地，Mo 0. 15-0. 60%。优选地，Nb0. 01-0. 07%，优选地，Nb 0. 015-0. 065%。优选地，Ni0. 50-1. 80%，更优选地，Ni 0. 50-1. 60%。优选地，Ti0. 010-0. 05%，优选地，Ti 0. 015-0. 050%。优选地，B0. 0010-0. 0030%，优选地，B 0. 0010-0· 0020%。优选地，Al:0. 02-0. 08%，优选地，Al 0. 020-0. 076% 优选地，Mg0. 001-0. 009%，优选地，Mg 0. 002-0. 009%。优选地，Ca0. 001-0. 009%，优选地，Ca 0. 002-0. 009%。 本专利技术中，除非另有指明，含量均为重量百分比含量。本专利技术的另一个目的是提供上述650HB级耐磨钢板的制造方法，该方法包括冶炼、铸造、加热、轧制、冷却、淬火和回火等步骤；其中，加热步骤中，加热温度为1000-1300°C，保温时间为90-240min ;轧制步骤中，采用自由轧制，轧后空冷；淬火步骤中， 淬火温度为(Ac3-10) V -(Ac3+80) °C，淬火时间为30_120min ;回火步骤中，回火温度为100-400°C，回火时间为 45-180min。优选地，在所述加热过程中，加热温度为1080-1250°C，既可使合金元素充分溶解，又以防奥氏体晶粒过分长大及钢坯表面严重氧化。优选地，淬火温度为(Ac3+5) V -(Ac3+70) °C，淬火时间为30-90分钟，出炉后水冷，有利于细化组织，提高强韧性。钢中含有较高的碳及一定量的Si、Mn、Cr、Mo和Ni等合金元素，需要在高温下充分固溶，但温度不宜过高以防奥氏体晶粒过分长大及钢坯表面严重氧化；Cr、Mo等元素可提高钢板淬透性，在水冷条件下可以生产耐磨钢厚板。优选地，回火温度为130_300°C，回火时间为45-120分钟，出炉后空冷。元素Cr、Mo等可以提高回火稳定性，保证钢板的具有较高的硬度及韧性。更优选，回火温度为150-260°C，回火时间为60-120分钟空冷采用堆垛或冷床冷却，可以减缓冷却速度，防止钢板开裂。本专利技术通过合理的成分设计以及特定的生产工艺制造的650HB级耐磨钢板，与现有技术的耐磨钢板比较，具有高硬度和较高的韧性，同时具有可焊性，适用于需要焊接的工程机械使用领域；本专利技术的650HB级耐磨钢板可以进行切割、弯曲等机械加工，具有较强的应用性；由于本专利技术工艺中在钢板淬火后进行低温回火，既可消除淬火后钢板的内应力，又可使钢板保有较高的硬度和韧性；本专利技术的650HB级耐磨钢板布氏硬度可达650HB，-20°C夏比V型纵向冲击功可达40J以上，保证了钢板在恶劣工况下仍具有优异的耐磨性能。附图说明图I为本专利技术实施例3的650HB级耐磨钢板的显微组织，由图可知该钢板的显微组织为马氏体；图2是本专利技术的耐磨钢进行焊接试验中，斜Y坡口焊接裂纹试件的形状和尺寸。具体实施例方式以下通过结合实施例对本专利技术进行较为详细的说明。本专利技术通过元素种类及含量如下科学设计，在添加少量合金元素基础上实现了650HB级耐磨钢板的高硬和良好的韧性的匹配，确保了钢的高耐磨性。碳含量控制在O. 45-0. 55%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O. 10-0. 35%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。硅含量过高会影响钢板表面质量，降低使用性能。优选为，Si :0. 1-0. 33%，更优选地，Si 0. 15-0. 30%。锰含量控制在O. 20-1. 00%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，降低钢板的力学性能和机械加工成型性能等。优选地，Mn 0. 30-1. O%，更优选地，Mn 0. 35-0. 96%。铬含量控制在O. 20-1. 00%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, Cr)7C3和(Fe，Cr)23C7等多种碳化物，提高强度和硬度。铬在回火本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐磨钢板，其成分重量百分比为：C：0.45?0.55％，Si：0.10?0.35％，Mn：0.20?1.00％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：0.20?1.00％，Mo：0.10?0.80％，Ni：0.50?2.00％，Nb：0.010?0.080％，Ti：0.001?0.06％，Al：0.010?0.10％，B：0.0005?0.0040％，Mg：0.001?0.01％，Ca：0.001?0.010wt.％，其中还同时满足：(Si+Mn)≤1.10％，(Cr+Mo)≥0.80％，0.04％≤(Al+Ti)≤0.11％，余量为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，姚连登，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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