[发明专利]贝氏体基耐磨钢及其生产方法

说明书

本发明属于热连轧板带技术领域，具体涉及贝氏体基耐磨钢及其生产方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种贝氏体基耐磨钢，化学成分按质量百分比计，C：0.05～0.15％，Ti：0.15～0.25％，Nb：0～0.05％，Cr：0～0.5％，Mo：0.1～0.3％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过微米‑纳米双尺度Ti(C，N)的析出作为硬质相，提高耐磨寿命，通过控制基体组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体，保证材料具有优良性能。

技术领域

本发明属于热连轧板带技术领域，具体涉及贝氏体基耐磨钢及其生产方法。其组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体。

背景技术

根据国外有关实验资料了解到，车辆自身质量减轻10％，即可降低油耗5～8％。对载货汽车来说，减轻自身质量还可提高有效载重质量，即增加了质量利用系数，从而提高了运输效率，降低了运输成本，与此同时也是降低了燃油费用。目前国内外载货汽车上应用较多的轻量化材料有高强度钢、铝合金和镁合金等。但是对于运输矿石、煤炭、沙土的车辆来说，单独提高车厢强度以减轻自身质量远不能满足使用要求，在运输过程中会遇到大尺寸矿石的冲击，煤炭沙土等小尺寸硬质物体的磨粒磨损，因此需要钢材在具有优良的成型性能、焊接性能的同时，具有优良的耐磨性能。

工业中应用最为广泛的耐磨钢铁材料主要有三大类：高锰钢、耐磨铸铁(钢)和低合金耐磨钢。

高锰钢是传统的耐磨材料，具有较高韧性，但是其耐磨性在很大程度上取决于工况条件。在冲击严重、应力较大的条件下，高锰钢不失为优越的耐磨材料；但在冲击载荷不大，应力较小的条件下，高锰钢的优势得不到充分发挥，其耐磨性能并不高。

高铬铸铁(钢)即第二代耐磨材料，它是在马氏体(奥氏体)基体上镶嵌着维氏硬度高达1300～1800HV的M7C3碳化物，这类材料在许多工况条件下表现出很小的磨损失重和很长的使用寿命，但是由于它含有大量铬、镍等稀缺元素，且生产工艺要求严格复杂以及材料固有的脆性特点，限制了其使用范围。

低合金高强度耐磨钢具有良好的耐磨性能，使用寿命是传统结构钢板的数倍，生产工艺简单，一般采用轧后淬火+回火工艺。日本、德国及瑞典等国的一些钢铁公司都生产低合金高强度耐磨钢，德国蒂森克虏伯XAR系列耐磨钢，硬度范围覆盖HB300-600，主要以Cr、Mo合金化。德国迪林根DILLIDUR400、DILLIDUR500等系列耐磨钢板，布氏硬度分别为HB400、HB500，厚度范围可覆盖6-150mm，轧后采用淬火+低温回火工艺。我国低合金耐磨钢通过合金控制和热处理获得如下类型的组织状态：板条马氏体+板条间残余奥氏体的组织，可由淬火+低温回火获得(例如：NM450(930℃+保温20min淬火、200℃+保温25min回火处理)、NM500(880℃+保温15min淬火、180℃+保温30min回火处理))贝氏体或贝氏体+马氏体的复合组织，可通过等温处理或连续冷却获得。

针对高锰钢应用场合的局限性和耐磨铸铁(钢)成本高的缺点，近年来采用轧制和热处理相结合的方式，得到了高硬度耐磨钢的生产方法，如马氏体耐磨钢、贝氏体耐磨钢、奥氏体耐磨钢等。这种耐磨钢生产成本相对较低，耐磨性能较好。但是这类钢由于是通过轧制控制获得较高的耐磨性，其塑性较差，对于要求成型的零部件，推广使用较困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有低成本、强度高、成型性能、低温冲击韧性和耐磨性能优良的贝氏体基耐磨钢及其生产方法。成品力学性能ReL≥600MPa，Rm：650～800MPa，A≥20.0％，磨粒磨损性能与NM300相当。

本发明贝氏体基耐磨钢，化学成分按质量百分比计，C：0.05～0.15％，Ti：0.15～0.25％，Nb：0～0.05％，Cr：0～0.5％，Mo：0.1～0.3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，上述贝氏体基耐磨钢中，所述Nb的质量百分比为0.01～0.05％。

进一步的，上述贝氏体基耐磨钢中，所述Cr的质量百分比为0.2～0.5％。