[发明专利]一种推土机铲刃用钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种推土机铲刃用钢的制备方法。

背景技术

推土机铲刃必须具备以下使用特点：(1)良好的综合机械性能：高的硬度和耐磨性，减少铲斗铲地时铲刀刃板的磨损；较高的韧性，防止钢板变形和断裂。(2)良好的焊接性能：铲刀刃板焊接在铲斗底部，焊接部位是钢板受力区，因此钢板必须具备一定的焊接性能。(3)良好的机械加工性能：钢板易于切割、弯曲等机械加工处理，可以有效提高工厂机械加工效率。

目前这类钢材可分为三种类型：第一种是耐磨钢如NM360系列或卡特皮勒公司认可的1E0921系列，虽然耐磨性较好，但由于钢中添加合金元素较多，生产成本较高，且钢板机械加工性能较差，工厂加工效率很低；第二种是Q345、45#钢等普通钢，虽然成本低、机械加工性能好，但钢件耐磨性较差，所制得铲刃使用寿命很短；第三种是主要以C、Si、Mn为主要强化元素，不添加或少量添加Mo、Ni等贵重合金元素保证钢板性能，以降低钢板生产成本，钢板热轧态时进行机械加工，提高工厂加工效率，再对成型铲刃进行热处理。

在这三种类型钢种中，第三种由于成本较低，钢板综合性能优良，焊接性好，热轧态时易于加工，得到了较为广泛的应用。目前国内外相关钢厂对此进行了相关研究，如日本、舞钢、武钢、重钢等，获得了较多的专利，但基本都为针对生产厂的装备、技术特点来进行，且研制钢板的强度级别、适用范围都不一致。

但随着技术的进步以及企业之间竞争的加剧，现有技术的产品已逐渐不能满足使用的需求，迫切强韧性和耐磨性更好的推土机铲刃用钢。

发明内容

本发明的目的在于提出一种推土机铲刃用钢的制备方法，该钢的强韧性和耐磨性比现有产品提高，并且加工性能好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种推土机铲刃用钢的制备方法，该钢的化学成分以重量百分数计由下列组分组成：C：0.7-0.9，Si：0.1-0.2，Mn：1.2-1.6，P≤0.015，S≤0.005，Al：0.02-0.04，Ti：0.024-0.028，Cr：0.2-0.4，V：0.16-0.22，B：0.001-0.002，其余为Fe和不可避免的杂质；所述制备方法包括如下步骤：

1）冶炼钢水，然后浇注成板坯，将板坯加热至1210-1230℃，保温1-2小时，然后进行粗轧，粗轧开轧温度1140-1160℃，终轧温度930-950℃，粗轧累计压下率至少70％；然后在800-900℃进行精轧，精轧累计压下率至少20％。

2）将板坯进行水韧处理，加热温度为960-980℃，保温时间按1.5×板坯厚度+30min，保温后放入水温为55-65℃的水中。

各元素在本发明中的作用及机理：

碳：采用高含量，对耐磨钢而言，硬度是保证其耐磨性最好的性能指标。选用较高碳含量，并经热处理后获得马氏体组织，是提高钢板耐磨性能简而易行的方法。

硅：能溶于铁素体和奥氏体，以固溶强化的形式来提高钢的硬度和强度，固溶强化作用很强。硅可使C曲线右移，提高钢的淬透性。同时，也是钢中的脱氧元素。但如果钢中硅含量过高，则会引起面缩率下降，特别是冲击韧性下降较为明显，特别是对钢的焊接性也不利，由于本发明中碳含量较高，并且还含有其它合金元素，因此不依靠硅元素提高硬度和强度，而是为了冲击韧性和焊接性能降低其含量。

锰：锰能与铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；锰同时能很好的稳定奥氏体组织，进一步增强钢的淬透性；锰还可使钢在受到冲击而产生变形时，使钢材表面层得到强化而具有高的耐磨性；锰与硫形成熔点较高的MnS，可有效防止FeS的产生所导致的热脆现象。但锰含量太高会使得钢的晶粒容易粗化，也增强了钢的回火脆性敏感性。

钛：钛与氮、氧、碳具有极强的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、氧的有效元素，在含硼钢的冶炼中是必不可少的。钛是强氮化物和强碳化物形成元素，钛的碳、氮化物能有效地钉扎奥氏体晶界，有助于控制奥氏体晶粒的长大，大大改善焊接热影响区的低温韧性。

铝：其用作脱氧剂以保证钛、硼的收得率外，更主要的作用是在此范围内能使钢板获得良好的强度及韧性。

硼：加入硼的目的主要是增加钢的淬透性，从而省去其他较稀有贵重的金属。硼是增强钢淬透性最有效的元素之一，但主要靠有效硼(即存在晶体间隙，而不与其他元素化合的硼)来实现。