[发明专利]一种厚度在60～80mm的HB500级易焊接耐磨钢及生产方法

说明书

一种厚度在60~80mm的HB500级易焊接耐磨钢，其组分及wt%为：C：0.28~0.38%、Si：0.01~0.10%、Mn：1.30~1.80%、P：≤0.005%、S：≤0.003%、Cr：0.85~1.15%、Mo：0.45~0.75%、Zr：0.05~0.12%、Ti：0.12~0.20%、B：0.001~0.008%、N：0.0035~0.0045%、O：0.0055~0.0075%；生产方法：经冶炼并连铸成坯后加热；粗轧；精轧；冷却并至室温；淬火；回火；待用。本发明通过Ti和Zr的加入，以及轧后快速冷却和淬火热处理（DQ+RQ）工艺路线，促进了高温难熔的Ti及Zr析出相，获得了硬度为HB500级的耐磨钢，且延伸率A A≥9.0%），‑40℃冲击功≥47J）。经单道焊热循环试验和焊接试验，本发明钢焊接接头力学性能良好，抗脆化能力（冲击功≥27J），能满足多种焊接工艺，具有易焊接特性。

技术领域

本发明涉及一种机械工程用钢及其生产方法，属于一种HB500级易焊接耐磨钢及生产方法。

背景技术

耐磨钢主要用在推土机，装载机，挖掘机，自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。耐磨钢大多情况下作为结构件使用，需要具有一定焊接性能，尤其在复杂工况条件下对焊接性能要求更高。

HB500级耐磨钢，通常采用增加含碳量和多元合金化提高硬度，导致焊接性能变差。材料在焊接过程中，母材各区域受到不同的焊接热循环作用，导致焊接热影响区(HAZ)显微组织和力学性能不均匀。其中，粗晶热影响区(CGHAZ)处于过热状态，其所达到的温度峰值高，冷却速度也慢，处于高温区的时间长，导致奥氏体晶粒粗化严重，使相变后该区域晶粒一般较粗大，造成局部脆化现象严重，其是高硬度耐磨钢焊接性能差的主要原因。尤其对于厚度＞40mm的钢板，由于热输入量大，局部脆化现象更严重。

粗晶热影响区(CGHAZ)的脆化与母材的化学成分、组织形态以及焊接工艺有关，且各因素之间存在着复杂的联系，受到越来越多的关注。

目前，关于耐磨钢焊接粗晶热影响区的研究，主要集中在焊接热输入对其的影响，一般来说，焊接热输入越大，脆化现象也会越严重，当材料焊接性能较差时通常会通过调整焊接工艺(如降低焊接输入量、焊前预热焊后保温等)来保证焊接质量，但这会严重影响焊接效率，而且焊接质量也得不到保证，关于母材成分与组织对其的影响未予以关注。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的由于成分钢种化学成分及冷却速度慢，导致粗晶热影响区(CGHAZ)处于过热状态，处于高温区的时间长，导致奥氏体晶粒粗化严重的不足，能促进高温难熔的第二相析出并控制晶粒长大，且具良好的塑性、韧性及抗脆化能力，可满足多种焊接工艺的厚度在60～80mm HB500级易焊接耐磨钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种厚度在60～80mm的HB500级易焊接耐磨钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.28～0.38％、Si：0.01～0.10％、Mn：1.30～1.80％、P：≤0.005％、S：≤0.003％、Cr：0.85～1.15％、 Mo：0.45～0.75％、Zr：0.05～0.12％、Ti：0.12～0.20％、B：0.001～0.008％、N：0.0035～0.0045％、 O：0.0055～0.0075％，其余为Fe和微量杂质元素；微观组织结构为晶粒尺寸在3～4μm的回火马氏体+Ti及Zr析出相，其中，Ti及Zr析出相占体积比在0.2～0.5％。

优选地：所述Zr的重量百分比含量0.063～0.11％。

优选地：所述Ti的重量百分比含量为0.15～0.183％。

优选地：所述N的重量百分比含量为0.0038～0.0043％。

优选地：所述O的重量百分比含量为0.0061～0.0072％。

生产一种厚度在60～80mm HB500级易焊接耐磨钢的方法，其步骤：