一种马氏体-铁素体双相耐磨钢板及其制备方法_2

文档序号:9781136阅读:来源:国知局
好的初塑性能。本发明所得马氏体-铁素体双相耐磨钢板同时具有马氏体 组织的高强硬度和铁素体组织的良好初塑性两种特性,其最终表现出的性能可通过调整其 中的马氏体和铁素体的比例分数、组织形态和分布状况来控制。通过两相区热处理使在W 马氏体为基体的组织上保留少量弥散分布的铁素体组织,具体通过将钢板加热到Aci(奥氏 体开始转变溫度)和Ac3 (奥氏体终了转变溫度)之间的某一溫度,保溫一段时间,然后泽火冷 却至室溫;在加热保溫的过程中,部分原始组织转变成奥氏体,而铁素体组织则得到保留; 在随后的冷却过程中,奥氏体转变成马氏体,铁素体也随之保留下来,从而形成马氏体-铁 素体双相钢;当马氏体量达到一定数量时能够使得力学性能如强度、冲击初性等有显著提 局。
[0027] 本发明所得马氏体-铁素体双相耐磨钢板,不但具高的硬度(布氏硬度在480~ 560皿之间),而且具有良好的低溫初性(-40°CAkv含24J);-定量的铁素体存在,可W降低磨 损是的应力集中,吸收一定的能量,阻碍裂纹的扩展,从而有利于耐磨性能的提高。因此,本 发明不但具有良好的强初性配合,而且还具有高的耐磨性能。
[0028] 本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法工艺简单,能够得到马氏体-铁素 体双相组织,综合提高所得马氏体-铁素体双相耐磨钢板的硬度、低溫初性和耐磨性能,适 于大规模生产。
[0029] 上述的一种马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法,包括如下步骤:
[0030] (1)采用所需成分含量的原料制备成钢巧;
[0031] (2)将步骤(1)所得钢巧进行热处理;
[0032] (3)将步骤(2)所得钢巧进行一阶段或两阶段控制社制处理;
[0033] (4)将步骤(3)所得钢板进行控制冷却处理;
[0034] (5)将步骤(4)所得钢板进行热处理;所述热处理包括泽火和回火;所述泽火溫度 为Ac3溫度W下5~20°C,优选为Ae3溫度W下8~22°C;所述回火溫度为0~230°C,优选为100 ~230°C,进一步优选为150~200°C。
[0035] 本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法包括采用特定的溫度进行泽火, 能够得到具有特殊组织结构的马氏体-铁素体双相钢板,配合W特定的回火溫度,能够进一 步大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度W及初性等,从而满足各种机械零件和工具 的不同使用要求。
[0036] 优选地,所述步骤(1)采用所需成分含量的原料通过电炉吹炼或转炉吹炼和真空 处理方式制备成钢巧。电炉吹炼或转炉吹炼和真空处理,目的是确保钢液的基本成分要求, 去除钢中的氧、氨等有害气体,并可加入儘、铁等必要的合金元素,进行合金元素的调整。
[0037] 优选地,所述步骤(1)中钢巧为连铸巧或钢锭。
[0038] 优选地,所述步骤(2)中热处理溫度控制在1150~1250°C,优选为1175~1225°C。
[0039] 采用特定溫度对钢巧进行加热处理,有利于其后期顺利进行控制社制工艺,减少 夹层及层间撕裂现象的发生,提高钢材的屯、部质量和抗疲劳性能,降低钢材可能产生的尺 寸差异。
[0040] 所述步骤(3)中两阶段控制社制处理包括粗社和精社;所述粗社终社溫度控制在 1030~1050°C;所述精社溫度控制在820~940°C,优选为840~900°C。
[0041] 本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法采用特殊的两阶段社制手段,结 合特殊的溫度控制,可W破坏钢巧的铸造组织,细化钢材的晶粒,并消除显微组织的缺陷, 从而使钢材组织密实,力学性能得到改善。
[0042] 优选地,所述步骤(4)中将步骤(3)所得钢板经过空冷或层流冷却至室溫。
[0043] 优选地,所述步骤(4)中厚度规格不大于16mm的钢板采用空冷,大于16mm的钢板采 用冷速不低于l〇°C/s的冷速冷却至500-650°C区间,然后空冷至室溫。
[0044] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0045] 1.本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板具有极高的硬度,其值在480~560皿范围 之内;
[0046] 2.本发明得到的组织是马氏体-铁素体双相组织;
[0047] 3.本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板冷弯性能、焊接性能良好,尤其是具有更高 的低溫冲击初性和耐磨性能;
[004引4.本发明具有W上显著的优点,因此更适合矿山机械、工程机械等设备的使用,在 具有良好的冷弯性能和焊接性能的同时,具有更好的低溫冲击初性和耐磨性能;
[0049] 5.本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法工艺简单,适于大规模生产。
【附图说明】
[0050] 为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案,下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前 提下,还可W根据运些附图获得其他的附图。
[0051] 图1为本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0052] 下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,但 是本领域技术人员将会理解,下列所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的 实施例,仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例,本领 域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保 护的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂 或仪器未注明生产厂商者,均为可W通过市售购买获得的常规产品。
[0053] 图1为本发明马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制备方法的工艺流程示意图,其中α 表示铁素体相,丫表示奥氏体相。
[0054] 本发明【具体实施方式】马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制造方法,选取钢巧的厚度 为15〇-300mm。
[0055] 按照本发明所述的马氏体-铁素体双相耐磨钢板的制造方法进行实施,各实施例 的化学成分如下表1所示。实施的具体工艺流程为:铁水预处理-转炉-LF-RH精炼-连铸-钢 巧检验-空冷-钢巧验收-钢巧加热-钢巧除憐-控社-控冷-矫直-空冷-表面质量检查-剪切- 泽火-回火-喷标-检验入库。
[0056] 表1实施例中耐磨钢板的化学成分 [0化7]
[0化引实施例1
[0059]实施例1的化学成分如表1所示。按表1中实施例1的化学成分进行电炉或转炉的冶 炼,精炼后诱注成连铸巧或钢锭,将连铸巧或钢锭加热至1200°C,保溫3小时,然后进行控制 社制和控制冷却工艺,其中粗社终社溫度为1040°C,道次压下率不小于15%;精社开社溫度 为880°C,终社溫度为840°C,钢板社制厚度为20mm;社后钢板进行控制冷却,终冷溫度为640 °C,然后空冷至室溫;最后将钢板进行热处理,其中泽火溫度为810°C,保溫时间为lOmin,回 火溫度为210°C,回火时间为60min。
[0060] 本实施例得到的组织中,马氏体的体积分数大约占96%,铁素体的体积分数约占 4%。得到成品钢板的力学性能为:屈服强度1360MPa,抗拉强度为1720MPa,延伸率为 15.2%,-40°C冲击功为63J,布氏硬度486±5皿,(1 = 4曰时90°冷弯良好。
[0061] 实施例2
[0062] 实施例2的化学成分如表1所示。按表1中实施例2的化学成分进行电炉或转炉的冶 炼,精炼后诱注成连铸巧或钢锭,将连铸巧或钢锭加热至1220°C,保溫3.5小时,然后进行控 制社制和控制冷却工艺,其中粗社终社溫度为1050°C,道次压下率不小于15%;精社开社溫 度为880°C,终社溫度为830°C,钢板社制厚度为30mm;社后钢板进行控制冷却,终冷溫度为 620°C,然后空冷至室溫;最后将钢板进行热处理,其中泽火溫度为795°C,保溫时间为 15min,回火溫度为190°C,回火时间为lOOmin。
[0063] 本实施例得到的组织中,马氏体的体积分数大约占97%,铁素体的体积分数约占 3%。得到成品钢板的力学性能为:屈服强度14301?3,抗拉强度为18801?曰,延伸率为 12.6%,-40°C冲击功为33J,布氏硬度554±5皿,d = 4a时90°冷弯良好。
[0064] 实施例3
[0065] 实施例3的化学成分如表1所示。按表1中实施例3的化学成分进行电炉或转炉的冶 炼,精炼后诱注成连铸巧或钢锭,将连铸巧或钢锭加热至1180°C,保溫Ξ小时,然后进行控 制社制和控制冷却工艺,其中粗社终社溫度为1030°C,道次压下率不小于15%;精社开社溫 度为880°C,终社溫度为825°C,钢板社制厚度为12mm;社后钢板空冷至室溫;最后将钢板进 行热处理,其中泽火溫度为805°C,保溫时间为15min,回火溫度为190°C,回火时间为3
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