[发明专利]一种易加工耐磨钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨钢，特别是涉及一种易加工耐磨钢板及其制造方法；该易加工耐磨钢板的显微组织为球化退火组织，其布氏硬度为150-250HB，室温夏比V型纵向冲击功为70-135J。

背景技术

耐磨钢板一般用于要求高强、硬度，高耐磨性能的工程、采矿等行业机械产品上，如挖掘机、刮板运输机等。

传统耐磨钢为奥氏体高锰钢，其在大的冲击载荷作用下，可发生应变诱导马氏体相变，强硬度提高，进而提高耐磨性。奥氏体高锰钢受限于合金元素含量高、机械加工困难等缺点，并不能够在机械设备中广泛应用。近些年研究低碳低合金马氏体耐磨钢较多，其主要通过添加适量的碳及合金元素，通过淬火和回火或TMCP等方式进行生产。此种耐磨钢主要特点为强硬度高，并且具有一定的韧性和焊接性，能够广泛的适用于工程、煤矿等机械设备。然而对某些需要加工性能优异，同时具有一定耐磨性的设备而言，高强硬的耐磨钢并不满足要求。

中国专利CN101250673公开了一种低碳低合金耐磨钢，采用淬火+回火热处理工艺生产，强硬度很高，这必然导致机械加工性能略差，对需要精细机械加工的设备而言尤不适用。中国专利CN102560272A公开了一种中碳低合金耐磨钢，采用TMCP工艺生产，强硬度非常高，机械加工性能必然较差，对需要精细机械加工的设备而言也不适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易加工耐磨钢板及其制造方法，其布氏硬度为150-250HB，室温夏比V型纵向冲击功为70-135J，实现硬度和耐磨性的良好匹配，并具有优异的冲击性能，尤其具有优异的机械加工性能，十分有益于工程上的广泛应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明主要针对需要精细加工的耐磨材料设计了一种易加工耐磨钢板，采用中碳低合金成分体系，适量添加铬、钼和镍等合金元素，保证钢板在具有良好的硬度和耐磨性的同时，具有较佳的综合性能，如冲击性能等，其组织性能十分均匀，尤其机械加工性能十分优异。

具体地，本发明的一种易加工耐磨钢板，其化学成分的重量百分比为：C：0.35～0.45%，Si：0.10～0.50%，Mn：0.50～1.00%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.50～1.50%，Mo：0.10～0.60%，Ni：0.50～1.50%，Al：0.010～0.080%，0.0010%≤Ca≤0.0080%，N≤0.0080%，O≤0.0080%，H≤0.0004%，其余为Fe和不可避免的杂质；其显微组织为球化退火组织，布氏硬度为150-250HB，室温夏比V型纵向冲击功为70-135J。

本发明所涉及的易加工耐磨钢板的化学成分作用如下：

碳：碳是耐磨钢中最基本、最重要的元素，可以提高钢的强度和硬度，进而提高钢的耐磨性，但其对钢的韧性和焊接性能不利，因此，应合理控制本发明耐磨钢中的碳含量为0.35-0.45wt.%，优选为0.35-0.44wt.%。

硅：硅固溶在铁素体和奥氏体中提高它们的硬度和强度，然而硅含量过高会导致钢的韧性急剧下降。同时考虑到硅与氧的亲和力比铁强，焊接时容易产生低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，影响焊缝质量，因此含量不易过多，本发明耐磨钢中控制硅为0.10-0.50wt.%，优选地为0.10-0.45wt.%。

锰：锰强烈增加钢的淬透性，降低耐磨钢转变温度和钢的临界冷却速度。但锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能，本发明耐磨钢中控制锰含量为0.50-1.00wt.%，优选为0.50-0.90wt.%。

铬：铬可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。铬在钢中可以形成(Fe,Cr)₃C、(Fe,Cr)₇C₃和(Fe,Cr)₂₃C₇等多种碳化物，显著提高强度、硬度和耐磨性，铬可以提高钢在热处理过程中的稳定性。本发明耐磨钢中控制Cr含量为0.50-1.50wt.%，优选为0.50-1.20wt.%。

钼：钼可以细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼可以提高钢在热处理过程中的稳定性。因此本发明耐磨钢中控制钼含量为0.10-0.60wt.%，优选为0.10-0.50wt.%。