[发明专利]HB500级耐磨钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种HB500级耐磨钢板及其生产工艺，属于钢铁材料制造技术领域。

背景技术

耐磨钢是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料，特别是矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、铁路运输等部门中，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、破碎机颚板、拖拉机履带板等等。一般而言，材料的耐磨性主要取决于其硬度，较高的硬度可以提供良好的耐磨性能。许多工件及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。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，市场对耐磨钢的需求日益增大，因此，开发高级别耐磨钢，提高耐磨钢的质量，以降低由于磨损造成的损失，对于国民经济建设的发展是一件具有重要意义的工作。

目前国内外已出现了多种耐磨钢板的制造工艺，从成分来看，大多是采用微合金元素提高淬透性，部分加入了贵金属如Ni等，增加了钢的生产成本；如CN101497963A采用的是加Ni高Cr成分体系，会导致生产成本增加。从耐磨钢的生产工艺特点来看，目前耐磨钢的研制和应用绝大部分都是采用控制轧制+离线重新加热后进行热处理的方法，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长大，影响钢板性能，同时离线的淬火工艺在工序上重复加热，使得生产成本偏高。例如CN101638755A，CN101775545A，CN101698900A，CN101748346A和CN102134682A等均采用控制轧制+离线淬火+回火的工艺，附加的离线淬火工序使得基体晶粒长大，影响钢板性能，同时导致其生产周期较长，成本增加。CN102127705A采用不含Ni成分体系，控制轧制+在线淬火工艺，其控制轧制中在再结晶区粗轧时开轧温度较高，粗轧后奥氏体再结晶晶粒易长大粗化，同时在线淬火后未采用回火工艺消除钢板内应力，这都会影响钢板性能，并导致钢板硬度仅为440～460HB。

发明内容

本发明的目的在于提出一种HB500级耐磨钢板及其制备方法，通过合理添加合金元素和控制轧制+在线淬火+低温回火工艺，使其钢板组织充分细化，布氏硬度值＞500HB，-20℃冲击韧性不低于24J，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种HB500级耐磨钢板，其化学成分按重量百分比计为：C：0.28～0.35％，Si：0.10～0.60％，Mn：0.7～1.0％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr：0.4～0.8％，Mo：0.10～0.60％，Nb：0.01～0.05％，V：0.01～0.08％，Ti：0.005～0.05％，B：0.001～0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。

作为一种优选的方案，所述钢板以重量百分比计的化学成分组成如下：C：0.28～0.32％，Si：0.20～0.50％，Mn：0.7～0.8％，P≤0.025％，S≤0.010％，Cr：0.4～0.8％，Mo：0.20～0.50％，Nb：0.01～0.04％，V：0.03～0.07％，Ti：0.01～0.03％，B：0.001～0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种HB500级耐磨钢板的制备方法，包括以下步骤：

(1)根据前述HB500级耐磨钢的化学组成配制原料冶炼、浇铸成板坯；

(2)对上述板坯加热，加热温度为1200～1250℃，保温时间1.5～2.5h；

(3)控制轧制，粗轧开轧温度≤1000℃，粗轧终轧温度≥970℃，道次变形率为10～30％，优选的，在粗轧温度区间970～1000℃内，较高温度区间采用小道次变形率，较低温度区间采用大道次变形率，使得奥氏体再结晶来不及长大就进入未再结晶区，达到细化奥氏体晶粒的目的；

(4)精轧开轧温度870～900℃，精轧终轧温度为Ar3+(80～160)℃，道次变形率为10～30％，优选的，在精轧温度区间内，较高温度区间采用大道次变形率，较低温度区间采用小道次变形率，使得奥氏体晶粒被充分压扁，进一步细化组织，同时低温区的小道次变形率更能保证钢板板型的良好；

(5)控制轧制过程中，总压缩比≥5，终轧后采用在线水冷冷却系统，开冷温度为Ar3+(70～150)℃，冷速≥20℃/s，终冷≤100℃；

(6)回火，回火温度为150～250℃，回火后空冷。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：