[发明专利]一种低屈强比马氏体-铁素体-奥氏体复相耐磨钢板及其制造方法

说明书

本发明提供了一种低屈强比马氏体‑铁素体‑奥氏体复相耐磨钢板及其制造方法。该钢板造方法为：选取不同的合金成分进行冶炼，连铸成钢坯，经过加热、控轧、控冷、热处理等工序制造。其特征是：(1)所制造钢板的组织为马氏体‑铁素体‑奥氏体多相复合组织；(2)所制造钢板的屈强比较传统耐磨钢板大幅度降低，屈强比≤0.75，具有优异的成型性；(3)所制造钢板的硬度在300～420HB之间，为获得良好的耐磨性能提供保障；(4)耐磨性能优异，本发明获得耐磨钢板与相同硬度单一马氏体耐磨钢板相比耐磨性能提高1倍以上。上述钢板具有良好的焊接性能和更高的低温冲击韧性，特别适用于混泥土搅拌罐滚筒、自卸车车厢和航道疏浚用管道等设备或零部件的制造。

技术领域

本发明属于低合金化钢制造领域，具体涉及一种低屈强比马氏体-铁素体-奥氏体多相复合组织耐磨钢板及其制备方法。

背景技术

耐磨钢板被广泛应用于矿山机械、工程机械、水泥化工机械和冶金机械等装备的制造，该类装备的工作环境一般非常恶劣，要求钢板不但具有极高的强度和硬度，而且要求具有一定的低温冲击韧性，在部分工程机械等特殊部件使用时，还要求钢板具有优异的焊接性能和冷弯成型性能。为了保证钢板具有较高的抗磨损性能，该类钢板的硬度和强度一般都非常高，其中布氏硬度常常要求≥300HB，抗拉强度要求≥1000MPa，从而使得该类钢板的低温冲击韧性、冷弯成型性能难以保证。目前，在现有比较常用的耐磨钢中，其基体组织均为板条马氏体，该类组织虽然可以使钢板获得极高的强度和硬度，保证了耐磨性能，但是由于马氏体本身具有极高脆性的特点，使得得到的钢板的低温韧性和成型性较差，尤其是高级别的钢板无法应用于成型性要求极高装备零部件如混泥土搅拌罐滚筒和航道疏浚用的耐磨管道等耐磨部件使用。在较硬的马氏体基体上引入铁素体和亚稳奥氏体复合相对软相的方法，不但可以大幅度的增加钢板的韧塑性，而且还可以在相同的硬度条件下获得更优异的耐磨性能，同时还可以大幅度的降低钢板的内应力。

发明内容

本发明的目的是获得布氏硬度在300～420HB之间的低屈强比马氏体-铁素体-奥氏体复相耐磨钢板，使其具有较高硬度和耐磨性的同时还具有较低的屈强比以及良好的低温韧性和成型性能，以利于在混泥土搅拌罐滚筒、自卸车车厢和航道疏浚用管道等设备或零部件的制造。

本发明提出了一种低屈强比马氏体-铁素体-奥氏体复相耐磨钢板，选取钢坯化学成分按质量百分比计包括：C 0.20～0.25％，Si 0.80～1.20％，Mn 1.50～2.00％，Al 0.30～0.50％，P≤0.014％，S≤0.004％，Ti 0.010～0.040％，B 0.0008～0.004％，N≤0.0050％，H≤1.5ppm，Ca 0.0010～0.0030％，其中Ca/S＝0.5～1.5，余量为Fe。

本发明的主要化学成分的选择和控制理由如下：

C：碳元素是钢板获得高的强度和硬度的关键元素。对于要获得布氏硬度达到300～420HB的钢板而言，碳是最重要的元素，碳元素可以显著提高钢板的位错密度和淬透性。但由于碳元素的增加，会增加冶炼难度，增加铸坯出现裂纹的几率；同时，高碳含量时还会显著的降低钢板塑性和焊接性能。所以如果钢板既要获得高硬度和一定的韧性，又要考虑冶炼时的控制难度，综合考虑，对于本发明而言，优选地，碳含量为0.20～0.25％。

Si：钢中加入硅元素能够提高钢质纯净度和脱氧。硅在钢中起固溶强化作用，其在奥氏体中的溶解度较大，提高硅含量有利于提高钢的强度和硬度，且能提高奥氏体的稳定性，同时，硅元素为非碳化物形成元素，在碳化物中的溶解度较低，在热处理等温和低温回火过程中能够强烈抑制渗碳体的形成，从而使未转变的奥氏体富碳，提高奥氏体的稳定性，使其保留到室温。但硅元素的含量过高会导致钢的韧性下降，且高硅含量的钢板加热时的氧化皮粘度较大，出炉后除鳞困难，导致轧后钢板表面红色氧化皮严重、表面质量较差。此外，较高硅元素加入还不利于钢板的焊接性能。在本发明中，为了保证获得一定量的亚稳奥氏体组织，并考虑钢板的其他性能，综合考虑硅元素各方面的影响，本发明硅含量为0.80～1.20％。