低成本高韧性超级耐磨钢及其制备方法_2

文档序号:9300814阅读:来源:国知局
20%,B :0. 001%。
[0039] 本实施例中,乳后钢板随炉以12°C /S的加热速度由室温加热到910°C,保温2. 5H 分钟后在盐浴中冷却至100°C,然后以25°C /秒的加热速度由100°C加热到300°C保温98 秒,然后在160°C保温6H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0040] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1400MPa,屈服强度980MPa,硬度值412HV, 延伸率为15. 8%,冲击韧性51J/cm2。
[0041] 实施例2
[0042] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0. 98%,Si :3. 3%,Mn : 0. 25%,Ti :0. 22%,B :0. 003%。
[0043] 乳后钢板随炉以8°C /S的加热速度由室温加热到850°C,保温2. 8H分钟后在盐浴 中冷却至120°C,然后以15°C /秒的加热速度由120°C加热到281°C保温80秒,然后在250°C 保温7H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0044] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1480MPa,屈服强度1080MPa,硬度值432HV, 延伸率为14. 7 %,冲击韧性48J/cm2。
[0045] 实施例3
[0046] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0. 55%,Si :2. 5%,Mn : 0. 70%,Ti :0. 30%,B :0. 005%。
[0047] 乳后钢板随炉以20°C /S的加热速度由室温加热到880°C,保温3H分钟后在盐浴 中冷却至249°C,然后以20°C /秒的加热速度由249°C加热到300°C保温50秒,然后在180°C 保温7. 8H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0048] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1502MPa,屈服强度1178MPa,硬度值440HV, 延伸率为16. 7%,冲击韧性61J/cm2。
[0049] 实施例4
[0050] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0. 66%,Si :2. 0%,Mn : 0. 80%,Ti :0. 24%,B :0. 004%。
[0051] 乳后钢板随炉以6°C /S的加热速度由室温加热到880°C,保温2. 8H分钟后在盐浴 中冷却至180°C,然后以15°C /秒的加热速度由180°C加热到450°C保温10秒,然后在250°C 保温7H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0052] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1562MPa,屈服强度1206MPa,硬度值470HV, 延伸率为14. 2 %,冲击韧性46J/cm2。
[0053] 实施例5
[0054] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0. 78%,Si :1. 6%,Mn : 0. 78%,Ti :0. 27%,B :0. 002%。
[0055] 乳后钢板随炉以12°C /S的加热速度由室温加热到870°C,保温2. 8H分钟后在盐 浴中冷却至240°C,然后以17°C /秒的加热速度由240°C加热到430°C保温20秒,然后在 200 °C保温7H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0056] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1480MPa,屈服强度1067MPa,硬度值438HV, 延伸率为17. 7%,冲击韧性71J/cm2。
[0057] 实施例6
[0058] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0.81 %,Si :3. 48%,Mn : 0. 67%,Ti :0. 28%,B :0. 003%。
[0059] 乳后钢板随炉以5°C /S的加热速度由室温加热到878°C,保温3. 5H分钟后在盐浴 中冷却至175°C,然后以18°C /秒的加热速度由175°C加热到292°C保温70秒,然后在170°C 保温6H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0060] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1490MPa,屈服强度llOOMPa,硬度值446HV, 延伸率为16. 2%,冲击韧性65J/cm2。
[0061] 实施例7
[0062] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0.86%,Si :3. 19%,Mn : 0. 59%,Ti :0. 29%,B :0. 002%。
[0063] 乳后钢板随炉以9°C /S的加热速度由室温加热到865°C,保温3. OH分钟后在盐浴 中冷却至165°C,然后以19°C /秒的加热速度由165°C加热到308°C保温60秒,然后在165°C 保温7H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0064] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1531MPa,屈服强度1210MPa,硬度值453HV, 延伸率为16. 9%,冲击韧性76J/cm2。
[0065] 实施例8
[0066] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0. 53%,Si :1. 8%,Mn : 0. 42%,Ti :0. 31%,B :0. 002%。
[0067] 乳后钢板随炉以15°C /S的加热速度由室温加热到855°C,保温2. 6H分钟后在盐 浴中冷却至155°C,然后以21°C /秒的加热速度由155°C加热到335°C保温50秒,然后在 175 °C保温8H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0068] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1549MPa,屈服强度1235MPa,硬度值478HV, 延伸率为17. 2%,冲击韧性88J/cm2。
[0069] 实施例9
[0070] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0. 48%,Si :2. 2%,Mn : 0. 38%,Ti :0. 33%,B :0. 004%。
[0071] 乳后钢板随炉以17°C /S的加热速度由室温加热到900°C,保温2. 9H分钟后在盐 浴中冷却至145°C,然后以22°C /秒的加热速度由145°C加热到365°C保温40秒,然后在 185°C保温7. 5H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0072] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1497MPa,屈服强度1148MPa,硬度值469HV, 延伸率为18. 1%,冲击韧性91J/cm2。
[0073] 实施例10
[0074] 本实施例的低合金耐磨钢,含量下列质量的化学元素:碳0.41 %,Si :1. 6%,Mn : 0. 48%,Ti :0. 34%,B :0. 001%。
[0075] 乳后钢板随炉以18°C /S的加热速度由室温加热到905°C,保温3. 3H分钟后在盐 浴中冷却至135°C,然后以23°C /秒的加热速度由135°C加热到380°C保温30秒,然后在 190°C保温7H分钟,最后出炉空冷至室温。
[0076] 力学性能试验测得耐磨钢的抗拉强度1475MPa,屈服强度1109MPa,硬度值458HV, 延伸率为15. 9%,冲击韧性83J/cm2。
[0077] 比较实施例和【背景技术】中介绍的几种专利技术中的耐磨钢的化学成分、硬度、延 伸率和冲击韧性,其化学成分如表1所示,综合力学性能结果如表2所示。
[0078] 表1各耐磨钢的化学成分比较
[0080] 从图1、图2可以看出,本发明制备的低成本高韧性超级耐磨钢以回火马氏体-贝 氏体-残余奥氏体为主,其中,表面以回火马氏体为主,心部以贝氏-残余奥氏体为主。从 表2可以看出,这种以回火马氏体-贝氏体-奥氏体为微观组织的超级耐磨钢,在增强耐磨 性的同时提高了钢的韧性。
[0081] 表2各耐磨钢的性能比较
【主权项】
1. 一种低成本高韧性超级耐磨钢,其特征在于: 该钢的化学成分及其重量百分比含量为:C :0. 40%~1. 00%,Si :1. 5%~3. 5%,Mn : 0.2%~0.8%,11:0.20%~0.35%,8:0.001%~0.005%,余量为?6及不可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述的低成本高韧性超级耐磨钢,其特征在于: 所述C的重量百分含量为0. 45 %~0. 75%。3. 根据权利要求1或2所述的低成本高韧性超级耐磨钢,其特征在于: 所述Si的重量百分含量为1. 6 %~2. 50 %,所述Mn的量百分含量为0. 4%~0. 7 %, C/Si 比值为 0? 18 ~0? 46、Mn/Si 比值为 0? 16 ~0? 43。4. 一种权利要求1所述的低成本高韧性超级耐磨钢的制备方法,包括真空炉冶炼、浇 注成型、热乳、层流冷却、卷取后空冷至室温和热处理的步骤,其特征在于: 所述浇注步骤的温度控制在1550 °C~1570 °C ; 所述热乳步骤的乳制方法为:乳前双道次高压除鳞,保证表面质量;粗乳开乳温度为 1050°C~1100°C左右,其压下量在前两道次压下量控制在25~35%范围,且保证余下每道 次15~20%,累计压下量为70%~80%;精乳温度为920°(:~980°(:,累积压下率为65~ 80%,终乳温度为650°C~750°C,经50~70°C /s速度冷却后钢板返红温度为400°C~ 600。。。 所述热处理步骤采用空气加热炉进行,将钢板以5~20°C /S的加热速度由室温加热到 850°C~910°C,保温2.5H~3.5H分钟后在盐浴冷却至100~250°C,然后以15~25°C / 秒的加热速度由100~250°C加热到280°C~450°C保温10~100秒,随后立即在160°C~ 250°C保温6H~8H分钟,最后出炉空冷至室温;所述H为钢板以mm为单位的厚度值。5. 根据权利要求4所述的低成本高韧性超级耐磨钢的制备方法,其特征在于: 所述热处理步骤中,将钢板以8~15°C /S的加热速度由室温加热到880°C~900°C, 保温2. 8H~3. OH分钟后在盐浴冷却至150~200°C,然后以18~21 °C /秒的加热速度由 150~200°C加热到320°C~390°C保温30~60秒,随后立即在180°C~220°C保温6H~ 7H分钟,最后出炉空冷至室温。
【专利摘要】本发明公开了一种低成本高韧性超级耐磨钢,该钢的化学成分及其重量百分比含量为:C:0.40%~1.00%,Si:1.5%~3.5%,Mn:0.2%~0.8%,Ti:0.20%~0.35%,B:0.001%~0.005%,余量为Fe。本发明还公开了该钢的制备方法。本发明采用合适化学元素配比和热处理工艺,制备得到的低成本高韧性超级耐磨钢表面以回火马氏体为主,心部以贝氏-残余奥氏体为主,在增强耐磨性的同时提高了钢的韧性。
【IPC分类】C21D8/02, C22C38/14
【公开号】CN105018844
【申请号】CN201510520418
【发明人】马玉喜, 郭斌, 陶军晖, 杜明, 宋畅
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月21日
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