[发明专利]具有优异的耐磨性的钢材及其制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种钢材以及用于该钢材的制造方法，其中，钢材具有优异的强度、延伸率和冲击韧性以及优异的内部品质和耐磨性。根据本发明，提供了一种具有优异的耐磨性的钢材以及用于该钢材的制造方法，其中，该钢材按重量％计包含0.55％至1.4％的碳(C)、12％至23％的锰(Mn)、5％或更少(不包括0％)的铬(Cr)、5％或更少(不包括0％)的铜(Cu)、0.5％或更少(不包括0％)的Al、1.0％或更少(不包括0％)的Si、0.02％或更少(包括0％)的S、0.04％或更少(包括0％)的磷(P)、以及余量的Fe和不可避免的杂质，并且该钢材具有按面积％计包含10％或更少(包括0％)的碳化物和余量奥氏体的显微组织。

技术领域

本公开涉及奥氏体钢材以及制造该奥氏体钢材的方法，奥氏体钢材用于采矿、运输、储存等领域中的钢、用在石油和天然气行业(Oil and Gas Industries)中的钢、作为用于工业机械、结构材料和浆料管的钢、以及作为耐酸钢等，并且更特别地，本公开涉及具有优异的内部品质和耐磨性的奥氏体钢材以及制造该奥氏体钢材的方法。

背景技术

奥氏体钢由于奥氏体钢的优异的加工硬化性、低温韧性和非磁性能而用于各种应用。具体地，由于主要使用的包含铁素体或马氏体作为主要组织的碳钢在其性能方面具有局限性，因此，作为用于克服所述缺点的替代，奥氏体钢应用近来逐渐增加。

特别地，随着采矿工业、石油和天然气(Oil and Gas Industries)行业的增长，在采矿、运输、精炼和储存过程中使用的钢的磨损已经成为主要问题。此外，随着近来开始的作为代替石油的化石燃料的油砂(Oil Sands)的开发，由包含油、岩石、砾石、沙子等的浆料对钢的磨损被指出为使生产成本增加的重要原因。因此，对具有优异的耐磨性的钢材的开发和应用的需求大大增加。

在用于采矿和机械工业的现有零件工业中，主要使用具有优异的耐磨性的哈德菲尔德(Hadfield)钢。为了增加钢材的耐磨性，已经作出持续的努力以通过包含高含量的碳和大量的锰来增加耐磨性来生成奥氏体组织。然而，在哈德菲尔德钢的情况下，高的碳含量会通过在高温下沿着奥氏体晶界形成网状碳化物而严重降低钢的性能、特别是延展性。

为了抑制网状形式的碳化物析出，已经提出了通过在高温下执行固溶热处理或者在热加工后淬火至室温来制造高锰钢的方法。然而，在制造条件不容易改变时，比如在钢材的厚度较厚或者在必须进行焊接时，可能难以抑制这种网状形式的碳化物的析出，并且因此引起钢材的机械性能迅速劣化的问题。

另外，高锰钢的锭或钢板坯除了致使诸如锰和碳之类的合金元素在凝固期间偏析之外还不可避免地致使诸如P、S等的杂质元素在凝固期间偏析。最后，在最终产品中沿着深偏析区域形成粗碳化物，这最终引起显微组织的不均匀和性能的劣化。

另外，由于在加工期间产生的热或应力，因此可能导致产生中心部分裂纹。

为了改善耐磨性，必须增加碳含量，并且增加锰含量以防止由于碳化物偏析而引起的机械性能劣化可能是常用方法，但这导致合金量和制造成本的增加。

为了解决该问题，还需要研究与锰相比有效抑制碳化物形成的元素的添加。另外，对于由于偏析而引起的脆性问题(这在高合金产品中是常见的)研究存在持续需求。

(现有技术文献)

(专利文献1)韩国专利申请公开No.2016-0077558

发明内容

技术问题

本公开的一方面在于提供一种具有优异的内部品质和耐磨性以及优异的强度、延伸率和冲击韧性的钢材。

本公开的另一方面在于提供一种制造具有优异的内部品质和耐磨性以及优异的强度、延伸率和冲击韧性的钢材的方法。

技术方案