[发明专利]一种残余奥氏体增韧耐磨钢及其制造方法

说明书

本发明提供了一种残余奥氏体增韧耐磨钢及其制造方法，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.31％～0.39％、Si：0.6％～1.20％、Mn：1.80％～2.60％、P≤0.010％、S≤0.003％、Mo：0.22％～0.42％、Ni：1.5％～2.2％、Cr：0.7％～1.5％、Ti：0.45％～0.55％、Als：0.015％～0.045％，N≤0.0060％，H≤0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质；制造方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、模铸或连铸、加热和轧制；应用本发明生产的钢板屈服强度达1005～1078MPa，抗拉强度达1389～1487Mpa，表面硬度达458～479HBW，心部硬度达425～471HBW，心部硬度不低于表面硬度的90％。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种残余奥氏体增韧耐磨钢及其制造方法。

背景技术

当前我国耐磨钢年使用量约为30万吨，其中主要为低合金马氏体耐磨钢，这种钢板的特点是成本低、焊接性佳、综合性能优秀。随着我国工业体系整体升级换代，对基础材料的性能要求不断提高。工程机械设备制造商对耐磨钢性能提出了更高的要求，高耐磨性钢板得到了快速发展，颗粒强化是提升钢耐磨性的技术手段之一。

颗粒强化耐磨钢思想是在钢基体中引入弥散分布的稳定化合物颗粒，以颗粒高硬度提高钢的耐磨性，研究表明微米级颗粒TiC能够显著增强钢的耐磨性，但高硬度TiC颗粒却恶化钢的冲击韧性。

检索到的相关专利和文献如下：

相关专利文献1：专利申请号为201410742877.8的中国发明专利公开了“TiC粒子增强型复相组织高塑性耐磨钢板及制造方法”，此专利公开了一种残余奥氏体体积分数6-12％的TiC强化耐磨钢，其化学成分为：C：0.20～0.40％、Si：0.80～1.50％、Mn：1.00～2.50％、Ti：0.40～0.80％、Ni：0.20～0.60％、Mo：0.15～0.50％、B：0.0005～0.003％、P≤0.015％、S≤0.003％，此外需添加Cu：0.00～0.05％、Cr：0.00～0.80％至少一种元素，余量为Fe和不可避免的杂质元素；提出了生产TiC强化耐磨钢的方法，耐磨性优于HB450，其不足在于：此耐磨钢的室温冲击功＞20J，随着温度降低，冲击功会降低，低温冲击性能不佳。

相关专利文献2：专利申请号为201510962051.7的中国发明专利公开了“一种厚规格高耐磨性钢板及其制造方法”，此专利公开了一种残余奥氏体体积分数为10-20％的耐磨钢板，其化学成分为：C：0.12～0.32％、Si：1.23～1.29％、Mn：3.9～4.62％、Cr：0.51～0.91％、Ni：0.51～1.51％、Mo：0.30～0.40％、V：0.05～0.2％、P≤0.03％、S≤0.03％、余量为Fe和不可避免的杂质元素；提出利用在线淬火配分工艺生产出40-400mm心表硬度差＜5％的耐磨钢板，其不足在于：此生产方法要求钢板轧后终冷到150-250℃后立即进入热处理炉进行配分，而这样的生产衔接在当前生产流程中难以实现或者难以批量生产。

相关文献1：梁小凯等.TiC颗粒强化型马氏体耐磨钢的性能研究[J].钢铁钒钛，2017,38(1):49-53.该文献对比Hardox450与不同工艺生产的TiC耐磨钢，相同磨损条件下，TiC耐磨钢失重量为Hardox450的70％，但室温冲击韧性较差，仅为11-14J。

相关文献2：吕殿雷.高钛耐磨钢中TiC的析出机理研究[D].北京：中国石油大学，2017.该文献深入研究了TiC影响钢塑韧性的机理，但并没有给出改善的工艺及方法。

综上所述，现有技术对TiC高耐磨钢的低温冲击韧性研究尚有不足，通常采用离线热处理的方式进行钢板生产，生产效率不高。

发明内容