[发明专利]一种布氏硬度500级的耐磨钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种布氏硬度500级耐磨钢，其钢的化学成分按质量百分比为：C 0.25～0.28％，Si 0.22～0.28％，Mn 1.15～1.24％，P≤0.01％，S≤0.005％，Cr 0.2～0.25％,Cu 0.01～0.015％，Al 0.03～0.05％，Ni 0.04～0.045％，Mo 0.01～0.02％,Ti 0.03～0.04％，V 0.007～0.018％，B≤0.004％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明还提供一种布氏硬度500级耐磨钢的制造方法。本发明使耐磨钢具有优良耐磨性和较高韧性，并使其表面具有均匀压应力，增强其耐磨性能和抗疲劳性能。

技术领域

本发明属于钢铁制造领域，具体涉及一种布氏硬度500级耐磨钢及其制造方法。

背景技术

耐磨钢是广泛应用于各种磨损工况下的一类钢铁材料，其目的在于减缓机械部件的磨损消耗，提高产品寿命，延长机械产品因磨损而发生失效行为的时间，要求具有较高的硬度值以保证恶劣工况下的耐摩擦磨损性能。

残余应力是影响耐磨钢使用的关键参数，与钢板的开裂以及表面的耐磨性有直接关系。而通常的耐磨钢硬度值高，其内残余应力大，均匀性不好，很容易在使用过程中发生钢板开裂和变形，以及焊接性能差的问题；另外，表面的残余应力还与耐磨性有一定关系，钢板表面如果是压应力，则对提高钢板的耐磨性能和疲劳性能有提升作用。现有布氏硬度500级耐磨钢存在内残余应力大，均匀性不好的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有布氏硬度500级耐磨钢中存在残余应力为拉应力或应力值较小，均匀性不好，在使用过程中易发生钢板开裂和变形，焊接性能差的缺点，提供了一种布氏硬度500级耐磨钢及其制造方法，该耐磨钢及制造方法通过对残余应力有较大影响的重要化学成分C、Si、Mn、Cr、B等元素的控制，并采用合理的淬火、回火热处理工艺，使耐磨钢在拥有优良耐磨性和较高韧性的同时，在其表面具有均匀压应力，进一步增强其耐磨性能和抗疲劳性能。

本发明所采用的技术方案是：

一种布氏硬度500级耐磨钢，钢的化学成分按质量百分比为：C 0.25～0.28％，Si0.22～0.28％，Mn 1.15～1.24％，P≤0.01％，S≤0.005％，Cr 0.2～0.25％,Cu 0.01～0.015％，Al 0.03～0.05％，Ni 0.04～0.045％，Mo 0.01～0.02％,Ti 0.03～0.04％，V0.007～0.018％，B≤0.004％，其余为铁和不可避免的杂质。

按上述方案，所述耐磨钢的屈服强度为1400Mpa～1520Mpa，抗拉强度为1730～1800Mpa，耐磨钢的布氏硬度值达到510左右。

本发明的碳(C)含量为0.25～0.28％。碳是影响耐磨钢强度、硬度、韧性及淬透性的重要元素，也是影响钢显微组织最为重要的元素。随着碳含量增加，钢的硬度增加，冲击韧性显著下降，耐磨性逐渐提高。碳含量过高，钢中的碳化物量过多，热处理后形成的是高碳片状马氏体，钢的硬度高而韧性低，且热处理过程中容易开裂，这一点尤其要注意；碳含量过低，钢的淬硬性不足，硬度过低，耐磨性不足。

本发明的硅(Si)含量为0.22～0.28％，在炼钢过程中，其用作还原剂和脱氧剂。Si是非碳化物形成元素，是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体。因此可以强化铁素体，提高钢的强度和硬度，同时可以降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。Si还可提高钢的回火稳定性和抗氧化性。它提高钢中固溶体的强度和冷加工变形硬化率的作用极强，仅次于磷，但同时也在一定程度上降低钢的韧性和塑性。另外，硅使钢呈带状组织，使钢材的横向性能低于纵向性能。但硅含量过高会出现块状铁素体，使钢的韧性降低并易产生淬火裂纹；并且残余奥氏体显著增加，使钢的硬度降低。当Si的含量较高时，可能使Fe3C分解，使C游离而呈石墨状态存在，即有所谓的石墨化作用。在退火时，表面也容易脱碳。