[发明专利]HB600级非调质耐磨钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨钢板，尤其是一种HB600级非调质耐磨钢板及其制造方法。

背景技术

耐磨钢是广泛应用于各类磨损工况的一类钢铁材料，如冶金、矿山、建筑、电力、农业、水泥生产、铁路和军事等各个领域中，具体如推土机、装载机、挖掘机、自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等，重点部件包括挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机鄂板、轧臼壁和拖拉机履带板等等，能够起到减少设备的磨损量，延长其使用寿命的效果。

随着机械设备向着大功率、高速度方向发展，以及机械设备在苛刻工况下的应用，使得机械零件的磨损越来越严重，不仅维修费用增大，而且甚至是整个机械设备丧失功能，发展高级别耐磨钢是一个重要发展趋势。

目前高级别耐磨钢均采用热轧后调质工艺，通过调质工艺生产的耐磨钢，所需添加的合金元素少，缺点是增加了工艺生产成本，另外使钢板的板型难以控制，增加了生产难度。若是加工成零件后再进行调质处理，在淬火的过程中会使零件发生变形而不能保证零件的尺寸精度和形状精度。

现有技术中关于耐磨钢的生产方式介绍，如公开号CN 103243277A提供的一种HB400级抗裂纹高强度马氏体耐磨钢及生产方法，其采用了在线淬火加回火的工艺路线制造HB400级耐磨钢板；其余的如CN 103540729 A、CN 103266269 A、CN102230135A、CN102676922A、CN103114252A、CN102943213A等专利公开文件中均采用了调质工艺生产耐磨钢，非调质工艺生产硬度为HB600耐磨钢的方法未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好板型的HB600级非调质耐磨钢板；本发明还提供了一种HB600级非调质耐磨钢板的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明化学成分的质量百分含量为：C 0.35～0.45%，Si 0.20～0.50%，Mn 1.20～1.60%，P≤0.015%，S≤0.01%，Cr 0.2～1.0%，Mo 0.1～0.5%，Ni 0.5～1.5%，Cu 1.0～2.0%，Ti≤0.2%，Nb≤0.2%，V≤0.2%，Al≤0.05%，N≤0.005%，O≤0.003%，B 0.001～0.005，稀土 0～0.02%，其余为铁和不可避免杂质。

本发明的化学成分中各元素的作用如下所述：

碳（C）：耐磨钢中实现相变强化的重要元素，可以显著提高钢的强度和硬度，实现较高的耐磨性。但是，过高含量的碳弱化钢的韧性和焊接性能。因此，选择碳含量控制在0.35～0.45%范围内。

硅（Si）：在钢中的作用主要是固溶强化。较高含量的Si能够提高钢的淬透性，一般钢中加Si有利于提高钢的强度和韧性。另外，Si可以增加降低氢扩散速度的奥氏体数量，并使钢可以在更高温度下回火。采用硅合金化形成无碳化物贝氏体既可以降低钢中的位错密度，又可以利用无碳化物贝氏体中的残余奥氏体膜降低氢原子在钢中的扩散速度，从而改善超高强度钢的耐延迟断裂性能。因此，本发明将Si含量限制为0.2～0.5%。

锰（Mn）：在钢中的作用是固溶强化和提高淬透性，但是Mn的偏析倾向较高，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。因此Mn含量控制在1.2～1.6%。

铬（Cr）：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，提高强度和硬度。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢的回火稳定性。铬含量控制在0.2～1.0%范围内。

钼（Mo）：可以提高淬透性，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。钼是减小回火脆性的元素，可以提高回火稳定。其含量控制在0.1～0.5%范围内。

镍（Ni）：可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。镍在0.5～1.5%范围内，能与铁以任何比例互溶，通过细化铁素体晶粒改善钢的低温韧性，并具有明显降低冷脆转变温度的作用。对于高级别且高低温韧性的耐磨钢，镍是十分有益的添加元素。但含量过高易导致钢板表面氧化皮难以脱落，且成本显著增加，因此需控制其含量。