一种高硅轧制钢板及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明一种高硅含量设计，配合淬火回火技术改善钢的硬度和强韧性的方法。本发明主要成分：碳：0.18-0.28%；硅：0.82-0.95%；锰：1.50-1.90%；钛：0.020-0.040%；铜≤0.25%；磷≤0.015%；硫≤0.012%；余量为铁和不可避免的杂质。采用本发明生产的装载机主刃板用高耐磨钢达到了优异的硬度和强韧性匹配，韧脆性转变温度在零下20-28℃。组织中的硬相含量可达到98%，硬度400-440HBW；零下20℃缺口冲击韧性30-49焦耳，强韧性钢板的抗拉强度范围在1360-1460MPa，通过回火处理，消除了组织内应力，提高了塑性指标，延伸率能达到12%。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，实施效果显著，回火稳定性更好。表1是传统锰13耐磨钢与本发明耐磨钢性能对比，且成本降低600元/吨。
【专利说明】一种高硅轧制钢板及其制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是提高装载机主刃板耐磨钢硬度及强韧性的的工艺技术，是一种高硅含量设计，配合淬火回火技术改善钢的硬度和强韧性的方法。
[0002]【背景技术】
传统的高锰耐磨钢，锰含量达13%以上，需要两次淬火热处理，水韧处理工艺复杂，时间长，成本高；高锰钢冶炼加入锰合金量过大，需要电弧炉冶炼，浇注偏析严重，轧制过程困难，基本不适宜轧制生产，多以电炉铸钢形式生产。装载机主刃板多数使用铸造件，价格高，外表质量粗糙，没有强烈碰撞缺少形成马氏体转变条件，使用寿命不高。碳含量在
0.70-1.0%，锰含量13-14%，显然焊接性能差；低温韧性-0°C无缺口冲击试样冲击功在6-17焦耳，适应不了 _20°C以下环境，带缺口冲击试样韧性高于27焦耳的技术要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对装载机主刃板技术缺陷和市场需求，改掉常规高锰钢技术的不足，设计降低锰含量和碳含量，适宜转炉快速冶炼，提供一种用高硅轧制钢板，淬火回火技术改善钢硬度及强韧性的方法，获得硬相马氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易于焊接，成本低廉，实现转炉连铸工艺控制。
[0004]本发明主要成分:碳:0.18-0.28% ；硅:0.82-0.95% ；锰:1.50-1.90% ；钛:
0.020-0.040% ;铜≤0.25% ;磷≤0.015% ;硫≤0.012% ;余量为铁和不可避免的杂质。
[0005]本发明的工艺步骤有:
(1)LF炉外精炼:加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；
(2)VD/RH真空脱气:真空185-200Pa处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟。
[0006](3)板坯加热:均热温度范围1100_1150°C，均热时间范围2.5-4.5小时，通过利用细小弥散的TiN质点和950-970°C低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
[0007](4)粗轧:开轧温度1050-1100°C，单道次压下率20_26%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
[0008](5)精轧:开轧温度范围920_970°C，单道次压下率15_20%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
[0009](6)淬火:温度900_960°C，冷却速度范围30-45°C /s，形成高密度位错亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织。
[0010](7)钢板回火:温度280~300°C，保温时间控制2h。
[0011]本发明中:软吹是指钢包底吹氩气强度恰好使钢水受到均匀合理搅拌，成分充分均匀化，气体、夹杂等上浮，不使钢水剧烈翻腾暴露到空气中，以保护渣与空气隔离，保护钢水不受到氧化
本发明的技术方案与现有技术的区别:本发明技术方案中加入了硅:0.82-0.95%，还可以加入钥硼等，提高淬透性，改善钢的强度硬度。[0012]本发明的有益效果:采用本发明生产的装载机主刃板用高耐磨钢达到了优异的硬度和强韧性匹配，韧脆性转变温度在零下20-28°C。组织中的硬相含量可达到98%，硬度400-440HBW ;零下20°C缺口冲击韧性30-49焦耳，强韧性钢板的抗拉强度范围在1360-1460MPa，通过回火处理，消除了组织内应力，提高了塑性指标，延伸率能达到12%。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，实施效果显著，回火稳定性更好。表1是传统锰13耐磨钢与本发明耐磨钢性能对比，且成本降低600元/吨。
【权利要求】
1.一种高硅轧制钢板，其特征在于:由以下按重量百分计的下列组分制成:碳:0.18-0.28% ；硅:0.82-0.95% ;锰:1.50-1.90% ;钛:0.020-0.040% ;铜≥ 0.25% ;磷(0.015% ;硫≥0.012% ;余量为铁和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:具体步骤为:LF炉外精炼，VD/RH真空脱气，板坯加热，粗轧，精轧，淬火，钢板回火。
3.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述的LF炉外精炼工序:加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量。
4.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述的VD/RH真空脱气工序:真空185-200Pa处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟。
5.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述的板坯加热工序:均热温度范围1100-1150°C，均热时间范围2.5-4.5小时，通过利用细小弥散的TiN质点和950-970°C低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
6.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述的粗轧工序:开轧温度1050-1100°C，单道次压下率20-26%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
7.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述精轧工序:开轧温度范围920-970°C，单道次压下率15-20%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
8.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述淬火工序:温度900-9600C，冷却速度范围30-45°C /s,形成高密度位错亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织。
9.如权利要求2所述 的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:所述钢板回火工序:温度280~300°C，保温时间控制2h。
10.如权利要求2所述的高硅轧制钢板的制备工艺，其特征在于:具体步骤如下:(1)LF炉外精炼:加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量； (2)VD/RH真空脱气:真空185-200Pa处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；软吹是指钢包底吹氩气强度恰好使钢水受到均匀合理搅拌，成分充分均匀化，气体、夹杂上浮，不使钢水剧烈翻腾暴露到空气中，以保护渣与空气隔离，保护钢水不受到氧化； (3)板坯加热:均热温度范围1100-1150°C，均热时间范围2.5-4.5小时，通过利用细小弥散的TiN质点和950-970°C低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒; (4)粗轧:开轧温度1050-1100°C，单道次压下率20-26%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒; (5)精轧:开轧温度范围920-970°C，单道次压下率15-20%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带； (6)淬火:温度900-960°C，冷却速度范围30-45°C/s，形成高密度位错亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织； (7)钢板回火:温度280~300°C，保温时间控制2h。
【文档编号】C22C38/16GK103469077SQ201310457659
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】冯勇, 孙卫华, 刘晓东, 王金华, 王南辉, 贾慧领, 贾希光, 李永亮, 谢晖, 尹辉 申请人:济钢集团有限公司