[发明专利]焊接性优异的高锰耐磨钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对硬度要求高的重型工程机械、自动倾卸卡车、采矿机械、输送机的钢，更详细地，涉及焊接性优异的高锰耐磨钢。

背景技术

目前，在建设、运输、矿山、铁路等工业领域等需要耐磨特性的装置或部件中使用耐磨钢。耐磨钢大体分为奥氏体类加工硬化钢和马氏体高硬度钢。

奥氏体类加工硬化钢中具有代表性的例子有哈德菲尔德(Hadfield)钢，其包含约12重量％的锰(Mn)及约1.2重量％的碳(C)，其微细组织具有奥氏体，其用于矿山工业领域、铁道领域、军需领域等多种领域。然而，初始屈服强度为400MPa左右而非常低，因此，作为需要高硬度的常用的耐磨钢或结构钢的使用受到限制。

与此相比，马氏体高硬度钢具有高的屈服强度及抗张强度，因此，被广泛地用作结构材料及运输/建设器械等。通常，高硬度钢为了得到用于获得充分的硬度及强度的马氏体组织，必须添加高合金并进行淬火(Quenching)工序。代表性的马氏体耐磨钢为瑞典焊达公司(SSAB)的焊达钢(HARDOX)系列，其硬度及强度优异。这种耐磨钢，最近根据工业领域的扩大及工业机械的大型化趋势，对于耐磨钢的增厚化的要求剧增。

另外，耐磨钢根据其使用环境的不同，大部分情况下要求其对于磨损(Abrasive wear)的抵抗性大，而为了确保对于磨损的抵抗性，硬度为非常重要的因素。为了确保硬度，通过添加大量的合金元素来提高材料的可硬化性，或者通过加速冷却来确保硬质相。对于薄板，可以通过添加合金元素及加速冷却来得到材料厚度的中心也具有高硬度的组织，但是对于厚度增厚的厚板，难以得到使材料中心也得到硬质相的程度的充分的冷却速度。因此，通常使用的方法为通过增加合金元素来确保可硬化性，以在较低的冷却速度下也能够得到高的硬度值。

然而，对于厚板，为了确保厚度中心的硬度而添加大量的合金元素，在这种情况下，焊接时在焊接热影响部容易产生龟裂，尤其，对于厚板，为了抑制焊接时产生的龟裂，需要用高温预热材料，从而使焊接性恶化，最终导致焊接费用的增加，因此，会产生使用上受限制的问题，因此，对于焊接性优异的耐磨钢的厚板来说，上述问题成为大的难点。另外，为了提高可硬化性而添加的Cr、Ni、Mo等元素的价格昂贵，因此存在所需的制备费用高的问题。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的一方面，提供一种能够减少用于耐磨钢增厚而使用的增加制备成本的价格昂贵的合金元素的添加，并且能够确保厚度中心部的硬度的同时，焊接部特性优异的耐磨钢及其制备方法。

技术方案

本发明提供一种焊接性优异的高锰耐磨钢，其特征为，所述高锰耐磨钢以重量％计，包含5～15％的Mn、16≤33.5C+Mn≤30的C、0.05～1.0％的Si、余量的Fe及不可避免的杂质，微细组织以马氏体作为主要组织，以面积分数包含5～40％的残留奥氏体。

另外，本发明提供一种焊接性优异的高锰耐磨钢的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：

将以重量％计，包含5～15％的Mn、16≤33.5C+Mn≤30的C、0.05～1.0％的Si、余量的Fe及不可避免的杂质的钢板坯在900～1100℃的温度条件下加热0.8t(t：板坯厚度，mm)分钟以下；

对所述加热的板坯进行热间轧制，从而制备钢板；以及

将所述钢板在Ms(马氏体转变开始温度)以上以0.1～20℃/s的冷却速度进行冷却。

有益效果

根据本发明，可以提供耐磨性和焊接性优异的厚板耐磨钢。

本发明通过控制锰和碳的含量而容易形成马氏体的同时，通过适当地形成通过偏析带的残留奥氏体，从而具有耐磨性和焊接性均得到提高的优点。

附图说明

图1为示出本发明限定的锰和碳的含量范围的图表。

图2为观察发明钢1的微细组织的照片。

图3为通过y型试验(y-groove test)观察比较钢2的焊接龟裂结果的照片。

图4为通过y型试验观察发明钢1的焊接龟裂结果的照片。

图5为示出观察在实施例2中根据发明钢1和比较钢5的厚度方向的布氏硬度变化的图表。

优选实施方式