低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适合用于产业机械、搬运设备等的部件的耐磨损钢板（abrasion resistant steel plate)。本发明的耐磨损钢板低温韧性优异，特别适合用于在因与含有 水分的土和沙子接触而产生的磨损成为问题的部位使用的部件。
【背景技术】
[0002] 一直以来，在建筑、土木、矿山等工地使用的例如电铲、推土机、料斗、吊桶、自卸车 等产业机械、搬运设备等的部件因与土和沙子等的接触而磨损。因此，制造上述部件时，为 了延长其寿命使用耐磨损性优异的钢材。鉴于实际的使用环境，假定土和沙子等有干燥、 湿润等各种状态。特别是处于湿润状态的土和沙子等有时含有腐蚀性物质（corrosive material)。这种情况下，处于湿润状态的土和沙子等产生的磨损将变成在含有腐蚀性物质 的环境下的磨损，即所谓的腐蚀磨损（corrosive wear)。已知腐蚀磨损作为磨损环境是非 常严苛的。因此，需求耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢材。
[0003] 另外，还假定这些产业机械、搬运设备等在o°c以下的低温环境使用。因此，要求这 些产业机械、搬运设备等的部件中使用的钢材在具有耐磨损性、耐腐蚀磨损性的基础上还 具有优异的低温韧性。
[0004] 针对这样的要求，例如专利文献1中，提出了一种低温韧性优异的高硬度耐磨损 钢的制造方法，即，对具有如下组成的钢片进行热轧后，从Ar 3相变点以上的温度开始进 行淬火处理，接着进行回火，得到高强度耐磨损钢，上述钢片以质量％计含有C:0. 30~ 0. 50%，并含有适量的 Si、Mn、Al、N、Ti、Nb、B，还含有 Cr :0. 10 ~0. 50%、Mo :0. 05 ~ 1. 00%。专利文献1记载的技术中，通过含有大量Cr、Mo,提高了钢的淬火性，并且强化了 晶界，提高了低温韧性。另外，专利文献1记载的技术中，通过实施回火处理进一步提高了 低温韧性。
[0005] 另外，专利文献2中，提出了一种水淬及回火处理后的韧性和耐延迟断裂特性优 异的高韧性耐磨损钢板，其以质量％计含有C :0. 18~0. 25%、Si :0. 10~0. 30%、Mn : 0? 03~0? 10%，并含有适量的Nb、Al、N、B、还含有Cr :1. 00~2. 00%、Mo :超过0? 50~ 0. 80%。专利文献2记载的技术中，通过将Mn含量抑制到较低且含有大量Cr、Mo,提高了 钢板的淬火性，能够确保规定的硬度，并且提高了韧性和耐延迟断裂特性。另外，专利文献 2记载的技术中，通过实施回火处理进一步提高了低温韧性。
[0006] 另外，专利文献3中，提出了一种高韧性耐磨损钢，其以质量％计含有C :0. 30~ 0. 45%、Si :0. 10 ~0. 50%、Mn :0. 30 ~1. 20%、Cr :0. 50 ~1. 40%、M〇 :0. 15 ~0. 55%、 B :0. 0005~0. 0050%、sol.Al :0. 015~0. 060%，还含有适量的Nb和/或Ti。专利文献 3记载的技术中，通过含有大量Cr、Mo,提高了钢的淬火性，并且强化了晶界，提高了低温韧 性。
[0007] 另外，专利文献4中，提出了一种耐磨损钢的制造方法，S卩，对具有如下组成的钢 以900°C以下的奥氏体未再结晶区中累积压下率为50%以上进行热轧后，从Ar3A以上开 始淬火，其后进行回火，上述钢以质量％计含有c:0. 05~0. 40%、Cr :0. 1~2. 0%，还含有 适量的Si、Mn、Ti、B、Al、N，可以进一步含有Cu、Ni、Mo、V作为任意成分。该技术中，对奥氏 体晶粒伸展的组织进行直接淬火、回火，形成使原奥氏体粒晶伸展的回火马氏体组织，从而 显著提高了低温韧性。
[0008] 另外，专利文献5中，提出了一种具有如下组成的低温韧性优异的耐磨损钢板，其 以质量％计含有(： ：0.10~0.30%、51:0.05~1.0%、]?11:0.1~2.0%、1 :0.10~1.40%、 B:0? 0003 ~0? 0020%，还含有 Ti :0? 005 ~0? 10%和 / 或 A1 :0? 035 ~0? 1%。应予说明， 专利文献5记载的技术中，可以进一步含有选自Cu、Ni、Cr、V中的1种以上。由此，使钢板 具有高的表面硬度，耐磨损性优异，并且低温韧性也优异。
[0009] 另外，专利文献6中，记载了弯曲加工性优异的耐磨损钢板。专利文献6记载的技 术涉及一种具有以质量％计含有C :0. 05~0. 30%、Ti :0. 1~1. 2%且固溶C量为0. 03% 以下的组成，并具有基体为铁素体相、基体中分散有硬质相的组织的耐磨损钢板。应予说 明，专利文献6中记载的耐磨损钢板可以进一步含有Nb、V中的1种或2种，Mo、W中的1种 或2种，Si、Mn、Cu中的1种或2种，Ni、B中的1种或2种以及Cr。由此，专利文献6中记 载的耐磨损钢板在其硬度不明显增大的情况下使针对土和沙子磨损的耐磨损性和弯曲加 工性均提尚。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本特开平08 - 41535号公报
[0013] 专利文献2 :日本特开平02 - 179842号公报
[0014] 专利文献3 :日本特开昭61 - 166954号公报
[0015] 专利文献4 :日本特开2002 - 20837号公报
[0016] 专利文献5 :日本特开2007 - 92155号公报
[0017] 专利文献6 :日本特开2007 - 197813号公报
【发明内容】
[0018] 专利文献1~5中记载的各技术的目的在于具备低温韧性和耐磨损性。另外，专 利文献6中记载的技术的目的在于兼具弯曲加工性和耐磨损性。这些专利文献中均没有对 在处于湿润状态的土和沙子这样的含有腐蚀性物质的环境下的磨损进行过研宄，存在没有 充分重视耐腐蚀磨损性这样的问题。
[0019] 另外，专利文献1~4中记载的各技术以进行回火作为必要条件，存在制造成本增 大这样的问题。另外，专利文献5中记载的技术必须含有W，存在制造成本增大的问题。另 外，专利文献6中记载的技术以铁素体为主相，存在表面硬度低且耐磨损性不充分这样的 问题。
[0020] 本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，以低廉的成本提供耐磨损性优异且 兼备优异低温韧性和优异的耐腐蚀磨损性的耐磨损钢板。
[0021] 本发明人等为了实现上述目的，对钢板的耐磨损性以及各种重要因素对低温韧 性、耐腐蚀磨损性的影响进行了深入研宄。其结果，本发明人等发现通过成为含有适量Cr 和Mo作为必需成分的组成，能够显著提高钢板的耐腐蚀磨损性。推测这是因为通过含有Cr 和Mo,即便钢板暴露于具有各种pH的湿润状态的土和沙子中，由于Cr和Mo以含氧酸的形 式存在，所以抑制腐蚀磨损。
[0022] 此外，本发明人等发现如果在成为上述组成的基础上，能够将钢板的表面硬度维 持得较高，则针对土和沙子磨损的耐磨损性和耐腐蚀磨损性显著提高。
[0023] 此外，本发明人等发现通过使钢板含有适量Cr和Mo作为必需成分，并且以满足 由下式⑴定义的DI *为45以上的方式至少含有适量C、Si、Mn、P、S、Al、Cr、Mo,能够 提高淬火性，通过形成以淬火态马氏体相为主相的组织，能够确保表面硬度以布氏硬度 HBW10/3000计为450以上，另外通过将淬火态马氏体相微细化至原奥氏体（y)粒径为 30 y m以下，能够确保优异的耐磨损性，并且还能够确保优异的低温韧性。
[0024] DI * = 33. 85X(0? 1XC)05X(0? 7XSi+l)X(3. 33XMn+l)X(0? 35XCU+1)X(0? 36XNi+l)X(2. 16XCr+l)X(3XMo+l)X(1. 75XV+1) (1)
[0025] (其中，C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V:各元素的含量（质量％ ))
[0026] 本发明是基于上述观点进一步研宄而完成的。即，本发明的要点如下。
[0027] (1) 一种低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板，其特征在于，具有如下成 分组成：以满足由下述式（1)定义的DI *为45以上的方式以质量％计含有C:0. 23~ 0? 35 %、Si :0? 05 ~1. 00 %、Mn :0? 1 ~2. 0 %、P :0? 020 % 以下、S :0? 005 % 以下、A1 : 0. 005~0. 100%、Cr :0. 03~2. 0%、M〇 :0. 03~1. 0%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质 构成，并具有以淬火态马氏体相为主相且原奥氏体粒径为30 ym以下的组织，表面硬度以 布氏硬度HBW10/3000计为450以上。
[0028] DI * = 33. 85X(0? 1XC)05X(0? 7XSi+l)X(3. 33XMn+l)X(0? 35XCU+1)X(0? 36XNi+l)X(2. 16XCr+l)X(3XMo+l)X(1. 75XV+1)......式（1)
[0029] (式（1)中