[发明专利]用于制造挖掘机挖斗的高表面质量热轧钢板及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金钢制造领域，具体涉及一种用于制造挖掘机挖斗的高表面质量热轧钢板及制造方法。

背景技术

大型挖掘机挖斗零件，因其复杂的服役环境，对钢板具有严格的内部质量要求。一般要求钢板母材和焊接接头同时具有高强度及良好的耐磨性、耐蚀性、抗弯能力和成型性；同时，钢板表面凹坑、麻点、压印等缺陷不仅直接影响钢板的外观，更对下游终端产品的喷漆效果产生一定影响。随着工程机械行业竞争日趋激烈，国内外主要的工程机械零部件生产厂商对钢板表面质量的要求也越来越高，除了不允许热轧钢板表面出现黑灰、凹坑、麻点等常规缺陷外，甚至要求钢板可以以内带外，达到内外表面基本无色差。

目前国内挖掘机挖斗普遍采用Q345、NM360和HARDOX500等钢材，Q345价格便宜，但性能一般；NM360和HARDOX500性能较好，但成本较高。同时，高表面质量也是工程机械厂商的重点使用要求。因此，如何在满足钢板性能要求的同时，制造出高表面质量的高强热轧板成为钢厂亟待解决的问题。

如中国发明专利(公开号CN1644743、公开日2005.07.27)公开了一种可加工性、疲劳特性和表面质量优越的高强度热轧钢板，它是在控制Si含量不超过0.1％，以得到较好的钢板表面质量；通过控制P和Cr含量，以得到较好的可加工性和疲劳特性。此种方法虽在一定程度上避免了钢板表面红色花斑纹的出现，提高了钢板的表面质量，但未对整个生产过程中卷取、水质和横切矫直等环节进行控制，钢板表面黑灰及麻坑等缺陷很难避免，不能满足现今工程机械行业对表面质量的高要求。

如中国发明专利申请(公开号CN102764760、公开日2012.11.07)公开了一种高表面质量热轧钢板的制造方法，它通过将Si含量控制在0.15％以下，同时对轧制整个流程进行一定的工艺优化、过程控制，获得了具有较高表面质量的热轧钢板。但其并未考虑高强钢板合金元素对钢板表面质量的影响，同时也未考虑水质、卷取过程和横切矫直等因素对高强钢板表面质量的影响。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于制造挖掘机挖斗的高表面质量热轧钢板。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：用于制造挖掘机挖斗的高表面质量热轧钢板，

含有的化学元素成分及其重量百分比为：碳0.01～0.15％、硅0.01～0.20％、锰0.20～2.0％、铌0.01～0.10％、钛0.01～0.15％、酸溶铝0.035～0.050％、镍≤0.15％、铬≤0.20％、铜≤0.20％、磷≤0.020％、硫≤0.010％及余量为铁；

其中：镍、铬、铜的含量满足0.15％≤Ni+Cr+Cu≤0.35％。

以下简述本发明中选定合金元素、成分范围的理由：

C(碳)：含量控制在0.01～0.15wt％范围内。碳是提高硬度、强度和耐磨性的主要元素，含有0.01wt％以上，才能确保钢板的强度。但过高的碳会降低钢的延性和成型行，故本发明中碳含量控制范围在0.01～0.15wt％。

Si(硅)：含量控制在0.005～0.20wt％范围内。硅是炼钢脱氧的必要元素，且以固溶强化形式提高钢的强度，含量一般在0.005wt％以上。当Si≥0.2wt％时，与O发生反应后以SiO₂的形式存在，SiO₂又与FeO易形成FeO/Fe₂SiO₄的共析产物或成铁橄榄石(2FeSiO₂)，FeO/Fe₂SiO₄的共析产物凝固后为锚状形貌，FeO很难去除；铁橄榄石嵌入到氧化铁皮层中后，与基体的结合非常紧密，高压水除磷也很难将其除去。本发明中控制Si：0.005～0.20wt％，优选为0.01～0.20wt％。

Mn(锰)：含量控制在0.20～2.0wt％。锰能消除或减弱因硫所引起的热脆性，从而改善钢的热加工性能。Mn和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，强化基体；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子，生成Mn₃C，它与Fe₃C能相互溶解，在钢中形成在(FeMn)₃C型化合物，从而提高钢的强度、硬度和耐磨性。因此，一般含有0.10wt％以上的锰。但锰含量较高会造成较严重的中心偏析，并降低韧性，锰选择为0.20～2.0wt％。