[发明专利]一种高碳耐磨钢板的快冷方法

说明书

技术领域

本发明涉及高碳耐磨钢技术领域，具体涉及一种高碳耐磨钢板的快冷方法。

背景技术

耐磨钢可分为高碳耐磨钢、低合金耐磨钢、铬钼硅锰钢、耐气蚀钢、耐磨蚀钢以及特殊耐磨钢等。耐磨钢广泛应用于矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、铁路运输等领域，例如，球磨机的钢球、衬板，挖掘机的斗齿、铲斗，各种破碎机的轧臼壁、齿板、锤头，拖拉机和坦克的履带板、风扇磨机的打击板，铁路辙叉，煤矿刮板输送机用的中部槽中板、槽帮、圆环链，推土机用铲刀、铲齿，大型电动轮车斗用衬板，石油和露天铁矿穿孔用牙轮钻头等等。

高碳耐磨钢出厂前要做水韧处理，水韧处理实际为一种固溶处理。由于高碳耐磨钢的铸态组织为奥氏体、碳化物及少量的相变产物珠光体所组成，沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性。为消除铸态组织中的碳化物，需要轧制后的钢板进行离线固溶热处理，即对将轧制后冷却至室温的钢重新加热至奥氏体区温度并保温一段时间，使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后快速冷却，从而得到单一的过冷奥氏体组织。这就要求钢厂在实际生产线上安装专用水韧处理设备，如辊底式热处理炉或其他形式的热处理炉，将钢板从室温加热到奥氏体区温度，保温一段时间后喷淋冷却至室温，得到单一奥氏体组织。但这一技术的缺点是水韧处理要消耗比较高的能源，能源消耗平均为750～800元/吨钢，而且碳排放多，不符合节能环保要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高碳耐磨钢板的快冷方法，替代高碳耐磨钢板出厂前传统的离线水韧处理工艺，该快冷方法更加节能环保，加工后高碳耐磨钢板的抗拉强度Rm为650～800MPa，屈服强度Rp0.2为400～480MPa，延伸率＞15％，冲击功Akv＞80J，硬度HB＞50HBW，使用性能稳定可靠。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高碳耐磨钢板的快冷方法，其包括如下步骤：将轧制后的高碳耐磨钢板送入快冷区域，对高碳耐磨钢板上下表面进行在线喷水冷却，冷却速率≥20℃/s，其中，高碳耐磨钢板进入快冷区域的开冷温度≥800℃，输出快冷区域的终冷温度≤100℃，再空冷至室温。

所述冷却过程依次包括第一中压段冷却、第二中压段冷却、低压段冷却；其中，所述第一中压段冷却中喷水压力为1.8～2.0MPa，所用总水量为7～10m³/h；所述第二中压段冷却中喷水压力为0.8～1.0MPa，所用总水量为693～990m³/h；所述低压段冷却中喷水压力为0.4～0.6MPa，所用总水量为2352～3360m³/h。

所述高碳耐磨钢板的化学成分质量百分比为：C：0.90～1.20％，Si≤0.40％，Mn：6.00～9.00％，P≤0.03％，S≤0.02％，Cr：0.30～3.00％，Mo：0.10～2.00％，V：0.10～2.00％，其余为Fe以及不可避免的杂质。

进一步，本发明得到的高碳耐磨钢板的抗拉强度R_m为650～800MPa，屈服强度Rp_0.2为400～480MPa，延伸率＞15％，冲击功Akv＞80J，硬度HB＞50HBW。

经过本发明快冷处理之后的钢板由辊道送往钢板冷床或直接由行车吊运下线，进行后续分段定尺等工序处理。

本发明所述的快冷方法中：

(1)所述冷却过程中控制冷却速度≥20℃/s，高碳耐磨钢板在冷却过程中碳化物在450～850℃会快速析出，但快速冷却可以使得碳化物来不及析出，因此，冷却速度对产品的性能有很大的影响。

当冷却速度＞20℃/s时，晶界处非常干净，未见碳化物的聚集，不存在碳化物析出的动力学条件，来不及析出；但当冷却速度＜20℃/s时，晶界处出现明显的网状碳化物分布，碳化物有充足的析出时间，导致冲击功大幅下降，产品性能不合格。

(2)本发明控制钢板开冷温度≥800℃，开冷温度的高低直接影响高碳耐磨钢板在冷却过程中碳化物的析出行为。开冷温度高时，碳化物来不及析出，但开冷温度＜800℃时，碳化物有充足的析出时间，晶界上不可避免会出现大量网状碳化物，导致碳化物快速析出，影响冲击韧性。所以需要将开冷温度控制在≥800℃，才能保证产品性能合格。