[发明专利]一种低碳马氏体钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度耐磨低碳马氏体钢板及其制造方法，用于生产高强度NM360/400/450钢级的耐磨钢板。

背景技术

目前还没有涉及高强度耐磨板的通用标准，仅有各钢铁制造企业的内部标准及制造技术，且各企业的制造技术严格保密。就高强度耐磨板而言，传统的生产工艺分两种，一种是高合金调质钢，根据性能的需要，设计合适的化学成分，冶炼并轧成热轧钢板；另一种是球墨铸铁，根据性能的需要，设计合适的成分，铸造成型并进行适当的热处理，但是通过这两种工艺生产的产品均不利于现场焊接加工。

就高强度耐磨钢板NM360/400/450系列而言，根据用户需求：钢板的屈服强度≥990MPa，抗拉强度≥1100MPa，钢板表面硬度HBW≥360。

由于该系列高强度耐磨板屈服强度较高，如果用高合金调质钢生产热轧钢板，会增加轧机负荷并给板型控制带来难度，而若采用球墨铸铁则不利于现场焊接及和其他工件的铆接。

发明内容

本发明的目的在于通过合理的成分和工艺设计，提供一种NM360/400/450系列高强度耐磨钢，以满足煤炭、机械等行业的可焊性高强度耐磨钢板的需要。

考虑到提高厚板的可制造性和现场的焊接性能，利用X120管线钢的生产体验，充分认识了硼的淬透性，依据用户的使用要求和场合，在Q345C和20#的成分基础上添加微量硼。为提高成品强度和硬度，实施高温淬火和去应力低温回火，试制成功了高强度耐磨钢板NM360/400/450系列。

根据本发明的耐磨低碳马氏体钢，其化学成分质量百分比为：

C：0.12～0.20；Si：0.20～0.55；Mn：1.10～1.60；

P：≤0.025；S：≤0.015；Cr：≤0.90；Mo：≤0.50；V：≤0.060；

Cu：≤0.02；Ni：≤0.03；B：0.001～0.003；Ti：≤0.025；N：≤0.01；

Al：0.015～0.050；Ceq：0.38～0.68；

其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明的耐磨低碳马氏体钢板的制造方法如下：

钢水经转炉或电炉冶炼加炉外精炼，并连浇铸成板坯。板坯经1110～1180℃加热后轧成钢板，钢板的终轧温度在800～930℃之间，轧后空冷，钢板热处理工艺：加热到900～950℃，保温10～25分钟，水淬至常温；再加热到180～360℃，保温1.0～1.5T分钟，其中T为钢板成品厚度，单位为mm。

以下是各化学成分的作用及其具体说明：

C：0.12～0.20(wt％，以下各元素相同)，C为碳化物形成元素，可以提高钢的强度，太低时效果不明显，太高时会大大降低钢的焊接性能。

Mn：1.10～1.60，Mn为奥氏体形成元素，可以提高钢的淬透性，含量小于1.10％时作用不明显，含量大于1.6％时，会增加钢中的组织偏析，影响热轧组织的均匀性。

Si：0.20～0.55，加入钢中起到脱氧和改善耐蚀性的作用，但高于0.55％，加工和韧性恶化。

Cr：≤0.90，优选0.02～0.80。主要是增加轧后淬火钢的残余奥氏体在低温回火中过程中析出碳化物，在冷却过程中进一步转变为马氏体，含量过高会降低钢的韧性。

Mo：≤0.50，优选0.11～0.44。主要是通过碳化物及固溶强化形式来提高钢的强度及回火稳定性，含量过高会降低钢的韧性。

V：≤0.060，能够细化晶粒，形成碳化物，提高钢的强度和韧性，但含量超过0.06后会引起钢板韧性恶化。

Al：0.015～0.050，在钢中起到了脱氧作用和细化晶粒的作用。当加入量低于0.015％时，效果不明显，加入量超过0.05％，力学性能变差。

B：0.0010-0.0030，优选0.0015～0.0025。硼是硼钢中最重要的合金元素。它的最主要的作用是提高钢的淬透性，因而可以增大钢材的可淬透尺寸，并提高淬火后钢材截面内组织和性能的均匀性。

S：≤0.015，优选≤0.005。较低的S含量可以使MnS充分球化，减少中心偏析，降低夹杂物出现几率，有利于提高钢的韧性及耐蚀性能，低S可提高焊接性能和焊缝韧性。