[发明专利]一种低成本高强度耐磨钢板的在线淬火生产方法

说明书

技术领域

本发明属于高强度耐磨钢板的生产技术领域，特别涉及一种低成本高强度耐磨钢板的在线淬火生产方法。

背景技术

低合金高强度耐磨钢作为一种重要的钢铁材料，被广泛的应用于矿山机械、工程机械、农业机械及铁路运输等部门。随着我国工业的飞速发展，各类机械设备的复杂化、大型化及轻量化对该类钢提出了更高的要求，即用于制造这些设备的低合金高强度耐磨钢板不但要求具有更高的硬度、强度，而且还要求良好的韧性及焊接性能。近几十年来，高强度耐磨钢的开发与应用发展很快。这类钢是在低合金高强度可焊接钢的基础上发展起来的，耐磨性能好，使用寿命可达传统结构钢的数倍；生产工艺较简单，一般采用轧后离线淬火加回火的生产工艺。

现有技术中有关于耐磨钢的生产方式介绍，如CN 1626695A，CN 101250673A，CN 101638755A，CN 101451218A，CN 101691640A、CN 101451220A、CN 101880831A，CN 102676922A和CN 102605234A，公开的生产工艺均采用离线淬火生产，周期较长，成本较高。专利公开号为CN 102666897A的专利使用“直接淬火”的生产工艺，但是并没有详细的冷却方式介绍，与本专利不同。专利公开号为CN 102312174A的专利介绍一种非调质型高强耐磨钢的生产方法，该专利使用钢锭轧制，并且成分中含有Mo、Nb、V等贵重金属元素，生产钢板的硬度为HB450左右，与本专利≥HB360级别耐磨钢不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本高强度耐磨钢板的在线淬火生产方法，该方法克服了常规调质热处理生产方式周期长、成本高等缺点，实现了生产流程短、能耗低、成本低、快节奏，可以稳定生产6~30mm规格、表面硬度≥HB360、-20℃冲击功均值≥60J的高强韧性耐磨钢板，可广泛应用于工作条件恶劣，对钢种性能要求高的矿山机械、工程机械、农业机械及铁路运输机械产品上。配合合适的化学成分设计，使其既能保证高强度、高韧性和优良的焊接性能等要求，简化生产工艺、缩短生产流程、降低能耗，适合大生产操作。

本发明的工艺步骤如下：

1）坯料选择：连铸坯料的化学成分按重量百分比为：C 0.14～0.20%, Si 0.15～0.40%, Mn 0.8～1.50%, P≤0.02%, S≤0.010%, Cr 0.10～0.50%, Al 0.02～0.06%, Ti 0.005～0.02%,B 0.0010～0.0020%，余量为铁Fe和不可避免的杂质；

2）轧制工艺：加热温度为1170～1200℃，采用一般热轧，开轧温度在1050～1100℃，终轧温度在900～950℃，入水温度在880℃以上；

3）在线淬火工艺：利用UFC（超快速冷却）+ACC（加速层流冷却）冷却方式实现钢板在线淬火，冷却区平均速率不低于25℃/S，温度降至150～250℃时淬火终止；

4）回火工艺：淬火钢板加热到250～400℃，保温时间1～2小时。 

本发明中，连铸坯料化学成分按重量百分比优选为：C 0.15～0.18%, Si 0.30～0.32%, Mn 1.30～1.40%, P≤0.015%, S≤0.008%, Cr 0.20～0.40%, Al 0.03～0.04%, Ti 0.01～0.02%,B 0.0015～0.0018%，余量为铁Fe和不可避免的杂质。

本发明钢板选用连铸坯的化学成分设计，碳当量低，焊接性能好；贵重合金元素的含量少，成本较低；合金成分设计简单，能保证在低碳、低合金成分、低碳当量的条件下确保钢板的淬透性；钢板整体具有较高的强度、良好的耐磨性、塑韧性以及优异的焊接性能。

上述的方法中，所述的钢板厚度为6～30mm。

本发明生产的低成本高强度耐磨钢，抗拉强度≥1200MPa，表面布氏硬度≥HB360，-20℃冲击功均值≥60J。

基于上述方法，本发明采用UFC（超快速冷却）+ACC（加速层流冷却）两阶段冷却方式实现在线淬火，有其独到的效果。