[发明专利]一种高强度耐磨钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度耐磨钢板及其制备方法，尤其涉及一种在线淬火工艺制备高强度耐磨钢板的方法，同时还涉及该耐磨钢的热处理方法，属于低合金高强度钢领域。

背景技术

在科学技术和现代工业高速发展的今天，机械设备的运转速度越来越高，许多工件和设备由于磨损而迅速失效，造成的材料浪费和经济损失相当惊人。据统计，机械装备及其零件的磨损所造成的经济损失占国民经济总产值4％左右。因此，解决磨损和延长部件的使用寿命成为设计、制造和使用各种机械设备时所需要考虑的首要问题。

耐磨钢是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料，诸如冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个部门中，如推土机，装载机，挖掘机，自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构、破碎机颚板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板、风扇磨冲击板和铁路道岔等等。

目前已经有不少高强度耐磨钢板的制造专利，生产方式大多是采用微合金化元素提高淬透性，轧后对钢板离线重新加热后进行热处理，以获得高强度耐磨钢的性能要求，该类方法钢板在重新加热后基体晶粒明显长大，影响钢板性能，故需用更多合金元素含量来达到性能要求，同时离线的淬火工艺在工序上重复加热，存在生产成本偏高的不足。例如，2009年6月10公开的，专利申请号为200710193075.6，名称“一种调质型耐磨钢及其热处理方法”，该专利化学成分质量百分比为C 0.14-0.18％，Si 0.20-0.40％，Mn 1.20-1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，Ni 0.40-0.55％，Cr 0.50-0.70％，Mo 0.40-0.50％，Nb 0.02-0.03％，V 0.04-0.55％，A10.020-0.045％，Ti 0.015-0.030％，B 0.0015-0.0030％，该专利采用控轧+调质处理，强度、塑性及韧性都较低，但加入了一定量的Nb和V，同时属于离线淬火+回火处理，多加入的合金元素及多出的工序使得成本较高。2010年3月24日公开的，专利申请号为200810200029.9，名称“高强度马氏体耐磨钢及其生产工艺”，该专利采用控轧后直接淬火工艺得到耐磨钢板，强度较高，但塑性较差，这主要是由于淬火后的马氏体组织是不稳定的，系统中残留了很大的内应力，这样就导致了塑性较差，而回火主要是使淬火得到的不稳定组织转变为稳定组织，降低淬火应力以及提高耐磨钢的塑韧性，使耐磨钢淬火后具有高的硬度和耐磨性，同时该专利提到采用控制轧制方式，钢板经粗轧后需要进行待温才能精轧，这样就大大影响了轧制生产节奏。

2004年第一期发表于《中国铸造装备与技术》文献名为“生产破碎机锤头的新型抗磨铸钢”涉及到的耐磨钢成分设计具有C、Mn含量高，若用连铸工艺生产极易出现严重的偏析，从而影响耐磨钢良好的组织性能，若用模铸生产铸坯，将会大大影响生产节奏同时加大生产成本的不足之处。

专利号为ZL200380103628.4、ZL200380103647.7和ZL200380103648.1涉及的工艺及板材，存在添加Nb、V微合金元素，存在成本高的不足。专利号为ZL 2003101109034.4一种高硬度高韧性易火焰切割的耐磨钢板，其特征在于：该钢板含有铁和下述重量百分比的添加元素：0.10％～0.17％C，0.05％～0.55％Si，0.80％～1.60％Mn，0.01％～0.10％Nb，0.005％～0.03％Ti，0.0005％～0.003％B，0.05％～1.0％Cr，另外还可以含有至少一种选自下组的添加元素：0.05％～0.8％Ni，0.05％～0.60％Mo，0.01％～0.06％Al，0.05％～0.50％Cu，0.01％～0.10％V，0.00001％～0.006％Ca，0.00001％～0.02％REM，0.00001.％～0.006％Mg。采用轧后在线直接冷却淬火或者轧后离线淬火工艺，以至少10℃/秒的冷速从不低于Ar3转变点的温度淬火至至少低至Ms转变点的淬火终了温度。获得了硬度HB≥320，冲击韧性Akv-40℃≥30J，在冬季北方地区，具有易火焰切割及良好焊接性能的耐磨钢板。该专利制备的耐磨钢板与本发明相比，直接淬火后不经过回火处理，钢板组织性能尚不稳定，回火主要是使淬火得到的不稳定组织转变为稳定组织，降低淬火应力以及提高耐磨钢的塑韧性，使耐磨钢淬火后具有高的硬度和耐磨性，同时成分设计加入了微合金元素Nb，增加了产品成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的提供一种高强度耐磨钢板。本发明产品化学成份设计合理，采用不添加Nb、V的成分体系，产品组织性能稳定。