一种超高强度耐磨钢板及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料领域，涉及一种600皿级别超高强度耐磨钢板及其生产方 法。
【背景技术】
[0002] 高强度耐磨钢板广泛应用于车辆、船舶、矿山设备、工程机械及水泥设备等方面， 高碳高儘系列耐磨钢作为经典的耐磨钢曾被广泛使用百余年。近年来，为了适应矿山采运 机械与工程机械发展的需要，低、中合金耐磨钢由于具有较好的耐磨性和初性，生产工艺较 简单，综合经济性合理的特点，开发与应用发展很快；但是总体来看国内低合金耐磨钢产品 强度级别、性能与国外产品相比都还有不小差距，皿400 W上强度级别耐磨钢还主要依赖进 Π 。
[0003] 表面硬度600皿级别耐磨钢板为超高强度耐磨钢板，具有很高的强度和表面硬 度，一般采用浑火加低温回火状态下供货，主要在矿山机械等磨损极端严重的工况下使用。 国内外超高强度耐磨钢板的制造已经形成多项专利，例如W下4个中国专利和1个美国专 利：
[0004] 中国专利1，武汉钢铁（集团）公司；北京科技大学，胡晓萍；陈希杰；张判；陈韶春 等人申请的公开号为CN1099810A的发明专利；"耐磨钢"，其化学成分为C1. 00~1. 20%， Mn7. 00 ~8. 00 %，Cr2. 00 ~3. 00 %，SiO. 50 ~1. 00 %，NO. 10 ~0. 15 %，P《0. 09 %， S《0. 05%。该专利采用铸钢的方法生产，制成的工件具有良好的强度、塑性和冲击初性， 在中、低冲击负荷的工况条件下，具有良好的加工硬化性能，耐磨性能超过用传统的Mnl3 制作的工件。送种钢的冶炼、铸造和热处理工艺相对高儘耐磨钢简单，成本也较低。该专 利产品虽较传统的高儘耐磨钢有改进，但碳及館、儘等合金含量仍偏高，理论上仍属于奧氏 体耐磨铸钢，表面需冲击载荷作用才能产生加工硬化，无冲击载荷时表面硬度低，耐磨性较 差，且高氮钢冶炼困难，生产过程不易控制。
[000引中国专利2,了起申请的公开号为CN101492793的发明专利；"中低合金耐磨钢"， 其组成含量W重量表示：碳（C) 0.3~0.45%，儘（Μη) 2~3.5%，铁（Ti) 0.05~0.2%，纪 基稀± 灯)0. 08 ~0. 15%，娃（Si)l ~2. 5%，机（V)0. 05 ~0. 2%，测度）0. 003 ~0. 005%, 磯任）《0. 045%，硫（巧《0. 04%，其余为铁（Fe)和烙炼导致的不可避免的杂质组成；该 专利采用铸造后低温回火的方法生产，可用于制造钢球、大型球磨机用的研磨体、衬板、板 健等。耐磨性好；硬度高，洛氏硬度在45至55之间；初性好，不易断裂；生产成本低，该专 利虽属中碳合金耐磨钢，但儘、娃、铁含量仍偏高，冶炼、连铸困难，且表面硬度在洛氏55 W 下，硬度偏低。
[0006] 中国专利3,东北大学，王昭东，袁国，邓想涛，李勇，田勇，王国栋等人申请 的公开号为CN101638755A的发明专利；"高初性超高强度耐磨钢板及其生产方法"，其成分 为（重量百分比）；C0. 15 ~0. 26 %，SiO. 20 ~0. 55 %，Mnl. 0 ~1. 60 %，P《0. 020 %， S《0. 010%，Mo0.00 ~0. 60%，Ni0.00 ~0. 50%，CrO. 20 ~1. 00%，Ti0.0 1 ~0. 05%, Also. 02~0. 04%，B0.00 05~0. 004%，余量为化及不可避免的杂质。该钢的生产方法包 括：高洁净钢冶炼一铁水脱硫一转炉顶底复合吹炼一真空处理一铸昆，特别是板昆加热一 粗社一精社、热处理工艺参数的控制；该钢化学成分中采用无 V，且无 Mo、Ni或少Mo、Ni，合 金含量低，初性良好。该专利可连铸生产，虽为超高强度和高初性，但钢板硬度仅为400皿 不能达到600皿，不能广泛应用于工作条件恶劣，对耐磨性能要求高的矿山及工程机械产 品上。
[0007] 中国专利4,宝山钢铁股份有限公司李红斌，姚连登；刘自成；赵小婷；等人申请 的公开号为CN102199737A的发明专利"一种600皿级耐磨钢板及其制造方法"钢板成 分重量百分比为；C ;0. 41 ~0. 50wt. %、Si ;0. 10 ~0. 60wt. %、Μη ;0. 20 ~1. 20wt. %、 P :《0. 050wt. %、S :《0. 030wt. %、Cr ;0. 01 ~1. 50wt. %、Mo ;0. 01 ~1. OOwt. %、 Ni ;0. 01 ~1. 50wt. %、Ti ;0. 001 ~0. lOwt. %、A1 ;0. 001 ~0. lOwt. %、RE ;0. 001 ~ 0. lOwt. %、W ;0. 01 ~1. OOwt. %、B ;0. 0005 ~0. 0040wt. %，Ca ;0. 001 ~0.0 lOwt. %，余量 为化和不可避免的杂质；其中还要同时满足；1.50wt. %>Si+Mn>0. 50wt. %，2. OOwt. % >Cr+Mo>0. 20wt. %，0. 15wt. %>A1+Ti >0. 03wt. %，其余为化及不可避免杂质。生产 方法为：转炉或电炉冶炼、炉外精炼、铸造、加热、社制、冷却、浑火和回火；其中，加热步骤 中，加热温度为小于130(TC ;社制步骤中，开社温度为小于125(TC，社后空冷；浑火步骤中， 浑火温度小于Ac3+10(TC ;回火步骤中，回火温度小于35(TC。按此发明成分和工艺生产出 的钢板，布氏硬度大于600皿，-2(TC冲击功值为40J ;该专利钢板表面布氏硬度600皿W上， 最大厚度为50mm，采用浑火加回火的热处理工艺生产，该专利碳含量仍然在0. 41~0. 5%， 其他合金元素也添加较多，化学成分复杂，成本较高、添加 W、RE增加了冶炼难度，该专利不 能生产50mm W上钢板，不适合矿山大厚度耐磨衬板的要求，且该专利浑火后需回火，工艺 夏杂，成本局。
[0008] 美国专利 1，Jean 邸GUIN0T, Le Creusot (FR) ;Jean-GeorgesE5;risson, Le Creusot(FR)等申请的公开号为 US2008/0247903A1 的发明专利"METHOD FOR MAKING AN ABRASION-RESISTANT ST邸L PLATE AND PIATE OBTAI肥D，一种耐磨钢板及其制造方法"， 其组成含量W重量表示0. 35%《C《0. 8%，0%《Si《2%，0%《Al《2%，0. 35% 《Si+AL《2%，0%《Mn《2. 5%，0%《Ni《5%，0%《Cr《5%，0% 《Mo《0. 50 %，0 %《W《1. 0 %，0. 1 %《Mo+W/2《0. 50 %，0 %《B《0. 02 %，0 % 《W《2%，0%《Zr《4%，0. 05%《 Ti+Zr/2《2%，0%《S《0. 15%，N《0. 03%; 生产方法为热社后加热到ACS W上W大于5°C /s的冷速冷却到室温，钢板厚度2~150mm， 钢板表面不平度5~250~35(TC回火，获得的钢板硬度280~650皿。该专利硬 度跨度大，其实施例中只有1例硬度大于600皿，且碳含量为0. 69%，仍属高碳钢范围，可焊 性差，裂纹倾向大，该专利合金含量多，体系复杂，需离线回火热处理，成本较高。
[0009] 由W上对比专利可知，目前600皿级别超高强度耐磨钢板的生产存在W下不足：
[0010] ①碳及儘等合金含量偏高，冶炼、连铸困难；
[0011] ②表面硬度低于600皿；表层需冲击载荷进行硬化；
[0012] ⑨生产工艺复杂，浑火后需进行回火热处理；
[001引发明目的
[0014] 鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于厚度8~120mm的 超高强度600皿级别耐磨钢板及其生产方法，本发明采用较低的碳及儘含量、不需要回火， 钢板表面硬度大于600皿,-40度低温初性大于20J。
[001引为实现本发明目的，本发明其化学成分按重量百分比为；C :0.35%~0.40%、Si : 0. 4%~0. 6%、Mn ;0. 40%~1. 00%、化；0. 8%~1. 8%、Mo ;0. 2%~0. 6%，佩；0. 01%~ 0. 03 %、Ni ;0 % ~0. 60 %、Cu ;0 % ~0. 60 %，B ;0. 0005 % ~0. 0022 %、Ti ;0. 025 % ~ 0. 04%、Als ;0. 025%~0. 045%，余量为化及不可避免的杂质。
[001引