专利名称：一种低碳当量高强度耐磨钢板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种低碳当量高强度耐磨钢板，同时还公开了一种该钢板的生产方法。
背景技术：
随着我国经济建设的迅猛发展，市场对高强耐磨钢板的需求日益增大。特别煤矿 机械、工程机械、冶金机械、筑路机械及矿山机械等行业，为降低制造成本，纷纷选用国产铸 件和少量的钢板。由于国内耐磨钢板生产能力有限，铸件材料后续加工受限，致使国内耐磨 钢不能满足市场需求。 中国专利申请号200710193026. 2，公开了一种高强度耐磨钢板，其成分包括C、 Si、 Mn、 Ni、 V、 Nb、 B、 Cr、 Mo、 Ti、 Al等微量元素，通过合理的制备工艺，得到的高强度耐磨钢 板，其布氏硬度为360-440HBW，抗拉强度不低于1220MPa，焊接性能好，冷弯性能好，冲击韧 性好，钢板板型好，可广泛应用于工程机械制造。但是，近年来，随着工业发展和社会进步， 有色金属的价格逐渐升高，其中Ni的价格上升较为明显，相比前几年的价格上涨了近3倍， 从而增加了高强度耐磨钢板的生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种不含有Ni元素的高强度耐磨钢板，能够保持钢板的各 项性能。 本发明的另一 目的是一种高强度耐磨钢板的生产方法。 为了实现以上目的，本发明的高强度耐磨钢板所采用的技术方案是一种低碳当 量高强度耐磨钢板，由以下重量百分比的组分制备而成C 0. 15-0. 18%， Si 0. 20-0. 40%， Mn 1. 30-1. 40%， P《0. 015%， S《0. 005%， VO. 040-0. 050 %， Nb 0.017-0.030 % ， Al 0.020-0.040 % ， Cr 0.15-0.25 %，Mo 0. 18-0. 28%， TiO. 017-0. 026%， B 0. 0015-0. 0030%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明的高强度耐磨钢板的生产方法包括以下步骤 1)冶炼工艺将含有各元素的钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，精炼完 毕后，真空脱气炉(VD炉)真空处理； 2)浇铸工艺将步骤1)处理后的钢水在1540-156(TC条件下浇铸； 3)加热工艺1000。C以下升温速度60-12(TC/h，最高加热温度1220-124(rC，总加
热时间10-14min/mm ; 4)轧制工艺第一阶段轧制温度在930-1 IO(TC之间，累计压下率70-90%;第二阶 段轧制温度在820-925t:之间，累计压下率30-50% ; 5)调质工艺经抛丸后钢板在进行淬火，淬火温度为915-935t:，保温时间为 2-2. 5min/mm ;淬火后钢板进行低回火处理，回火温度为200-2l(TC，保温时间为4_4. 5min/ mm，回火后钢板空冷。
步骤1)所述真空处理之前加入Al线和SiCa块。 步骤1)所述真空处理的真空度不大于0. 5乇，真空保持时间15-40分钟。 步骤2)所述浇铸采用连铸工艺生产，拉坯速度为0. 7-1. 2m/min。 步骤4)所述轧制中，第一阶段的开轧温度为985-1 IO(TC，终轧温度为930-950°C;
第二阶段的开轧温度为900-925。C，终轧温度为820-880°C。 步骤4)所述轧制中单道次压下率为10-30%。 所述调质工艺之前进行矫直和抛丸。 步骤6)淬火的冷却工艺为钢板厚度8-10mm，冷却辊速为20m/min ; 钢板厚度11-12mm，冷却辊速为18m/min ;钢板厚度13-16mm，冷却辊速为16m/min ;钢板厚度17-25mm，冷却辊速为8-lOm/min ;钢板厚度26-40mm，冷却辊速为5_6m/min ;钢板厚度41-50mm，冷却辊速为3_4m/min ;钢板厚度大于50-60mm，冷却辊速为l_2m/min。 本发明的高强度耐磨钢板，具有以下优点1、强度较高，屈服强度在lOOOMPa以 上；2、硬度高，布氏硬度在380-430HBW之间;3、碳当量低，在0. 41_0. 49%之间；4、抗拉强 度最高可达1280MPa ;5、低温韧性良好，_20°C的横向冲击功可达40-60J ;6、钢板最大厚度 可达至lj 60线。 本发明的钢板的化学成分设计采用低碳当量，强韧性好、可焊接性能好；加入的贵 重金属含量少，成本低，市场竞争力强；采用II型控轧控冷工艺，解决了轧机轧制压力不足 而造成的晶粒粗大不均、冲击韧性减低现象；冷弯性能好，钢板冷变形性能良好，减轻了劳 动强度，节约工时和提高了材料的利用率；钢板板型良好，不平度《5mm/m，有优良的综合 性能；供货钢板冲击韧性有相当大的富裕量，可广泛用于矿山、工程和冶金机械制造行业的 使用，应用前景广阔。 本发明的高强度耐磨钢板，省略了较为昂贵且加入量较大的Ni元素组分，并对其 它成分的含量进行了相应的调整，结合调整后的制备工艺，得到了各项性能相近的高强度 耐磨钢板，同样具有高强度耐磨性，及焊接性能，冷弯性能，冲击韧性等，满足用户的需要。
具体实施方式
实施例1 本实施例的高强度耐磨钢板，厚度20mm，其是由以下重量百分比的组分制备而 成 C 0. 15 %， Si 0. 31 %， Mn 1. 34 %， P 0. 014 %， S 0. 002 %， V 0. 040 %， Nb 0. 030%，A10. 030%，CrO. 21%，MoO. 22%，TiO. 017%，B 0. 0015%，余量为铁和不可避免的 杂质。碳当量为0.48%。 本实施例的高强度耐磨钢板的生产方法包括如下步骤 1)冶炼工艺将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先经电炉冶炼，送入LF 精炼炉精炼，并喂Al线，精炼过程保证精炼渣白，保证脱氧效果，完毕后真空脱气炉(VD炉)真空处理，真空前加入SiCa块，真空度不大于0. 5乇，真空保持时间25分钟后破坏真空；
2)浇铸工艺真空破坏后，然后采用200X 1800mm连铸机浇铸，温度在155(TC进行 浇铸，拉坯速度为0. 7m/min ; 3)加热工艺1000。C以下升温速度为120°C /h，加热温度1220°C ;总加热时间 12min/mm ; 4)轧制工艺第一阶段的开轧温度为985°C，终轧温度为940°C，累计压下率 为78%，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶 段，开轧温度为91(TC，终轧温度为82(TC，累计压下率为39% ;轧制时单道次的压下率为 15-25% ; 5)矫直和抛丸工艺经轧制后趁热矫直，矫直后钢板先进行抛丸，保证钢板表面 良好； 6)调质工艺抛丸后钢板进行淬火，淬火后钢板为全厚度马氏体钢，淬火加热温 度为925°C ，保温时间为2. 3min/mm，以水量3800t/h冷却，淬火冷却辊速为9m/min ;对淬火 后钢板进行回火处理，回火温度为206t:，保温时间为4. 5min/mm，回火后钢板空冷。
本实施例的高强度耐磨钢板的力学性能屈服强度1030MPa，抗拉强度1160MPa， 钢板截面布氏硬度406 420HBW。 -2(TC横向冲击40J 39J 60J。 180°冷弯d = 4a，良 好。 实施例2 本实施例的高强度耐磨钢板，厚度60mm，其是由以下重量百分比的组分制备而 成 C 0. 17 %， Si 0. 20 %， Mn 1. 30 %， P 0. 010 %， S 0. 003 %， V 0. 046 %， Nb 0. 025 % ， A10. 040 % ， CrO. 15 % ， MoO. 18 % ， TiO. 022 % ， B 0. 0020 % ，余量为铁和不可避免的 杂质。碳当量为0.49%。 本实施例的高强度耐磨钢板的生产方法包括如下步骤 1)冶炼工艺将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先经电炉冶炼，送入LF 精炼炉精炼，并喂A1线；精炼过程保证精炼渣白，保证脱氧效果。完毕后真空脱气炉(VD 炉)真空处理，真空前加入SiCa块，真空度不大于0.5乇，真空保持时间15分钟后破坏真 空； 2)浇铸工艺真空破坏后，然后采用300X 1800mm连铸机浇铸，温度在154(TC进行 浇铸，拉坯速度为1.0m/min ; 3)加热工艺1000。C以下升温速度9(TC /h，加热温度1230。C，总加热时间为 10min/mm ; 4)轧制工艺第一阶段的开轧温度为110(TC，终轧温度为95(TC，累计压下率 为90%，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶 段，开轧温度为925t:，终轧温度为865t:，累计压下率为50% ;轧制时单道次的压下率为 15-30% ; 5)矫直和抛丸工艺经轧制后趁热矫直，矫直后钢板先进行抛丸，保证钢板表面 良好； 6)调质工艺抛丸后钢板进行淬火，淬火后钢板为全厚度马氏体钢，淬火加热温度为935t:，保温时间为2. 5min/mm，以水量3900t/h冷却，淬火冷却辊速为lm/min ;淬火后 钢板进行回火处理，回火温度为21(TC，保温时间为4min/mm，回火后钢板空冷。
本实施例的高强度耐磨钢板的力学性能屈服强度1010MPa，抗拉强度1280MPa， 钢板截面布氏硬度415 422HBW。 -2(TC横向冲击26J 29J 30J。 180°冷弯d = 4a，良好。 实施例3 本实施例的高强度耐磨钢板，厚度40mm，其是由以下重量百分比的组分制备而 成 C 0. 18 %， Si 0. 40 %， Mn 1. 40 %， P 0. 009 %， S 0. 003 %， V 0. 050 %， Nb 0. 017%，A10. 020%，CrO. 25%，MoO. 28%，TiO. 026%，B 0. 0030%，余量为铁和不可避免的 杂质。碳当量为0.49%。 本实施例的高强度耐磨钢板的生产方法包括如下步骤 1)冶炼工艺将含有上述各重量百分含量化学成份的钢水先经电炉冶炼，送入LF 精炼炉精炼，并喂A1线；精炼过程保证精炼渣白，保证脱氧效果。完毕后真空脱气炉(VD 炉)炉真空处理，真空前加入SiCa块，真空度不大于0. 5乇，真空保持时间40分钟后破坏 真空； 2)浇铸工艺真空破坏后，然后采用300X 1800mm连铸机浇铸，温度在156(TC进行 浇铸，拉坯速度为1. 2m/min ; 3)加热工艺100(TC以下升温速度6(TC/h，加热温度124(TC，总加热时间为 14min/mm 5 4)轧制工艺第一阶段的开轧温度为990°C，终轧温度为930°C，累计压下率 为70%，使奥氏体发生完全再结晶，以细化奥氏体晶粒；第二阶段为奥氏体非再结晶阶 段，开轧温度为90(TC，终轧温度为88(TC，累计压下率为30% ;轧制时单道次的压下率为
10-20% ; 5)矫直和抛丸工艺经轧制后趁热矫直，矫直后钢板先进行抛丸，保证钢板表面 良好； 6)调质工艺抛丸后钢板进行淬火，淬火后钢板为全厚度马氏体钢，淬火加热温
度为915°C ，保温时间2. Omin/mm，以水量3900t/h冷却，淬火冷却辊速为5m/min ;淬火后钢
板进行回火处理，回火温度为20(TC，保温时间为4. 3min/mm，回火后钢板空冷。 本实施例的高强度耐磨钢板的力学性能屈服强度1040MPa，抗拉强度1260MPa，
钢板截面布氏硬度420 430HBW。 _20"横向冲击26J 29J 30J。 180°冷弯d = 4a，良好。
权利要求
一种低碳当量高强度耐磨钢板，其特征在于由以下重量百分比的组分制备而成C 0.15-0.18％，Si 0.20-0.40％，Mn 1.30-1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，V 0.040-0.050％，Nb 0.017-0.030％，Al 0.020-0.040％，Cr 0.15-0.25％，Mo 0.18-0.28％，Ti 0.017-0.026％，B 0.0015-0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2. —种如权利要求1所述低碳当量高强度耐磨钢板的生产方法，其特征在于包括以 下步骤1) 冶炼工艺将含有各元素的钢水先经电炉冶炼，后送入LF精炼炉精炼，精炼完毕后，真空脱气炉(VD炉)真空处理；2) 浇铸工艺将步骤1)处理后的钢水在1540-156(TC条件下浇铸；3) 加热工艺1000。C以下升温速度60-12(TC/h，最高加热温度1220-124(rC，总加热时 间10-14min/mm ;4) 轧制工艺第一阶段轧制温度在930-110(TC之间，累计压下率70-90^;第二阶段轧 制温度在820-925t:之间，累计压下率30-50% ;5) 调质工艺经抛丸后钢板在进行淬火，淬火温度为915-935 °C，保温时间为 2-2. 5min/mm ;淬火后钢板进行低回火处理，回火温度为200-210°C ，保温时间为4_4. 5min/ mm，回火后钢板空冷。
3. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于步骤l)所述真空处理之前加入A1线 和SiCa块。
4. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于步骤1)所述真空处理的真空度不大 于0. 5乇，真空保持时间15-40分钟。
5. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于步骤2)所述浇铸采用连铸工艺生 产，拉坯速度为0. 7-1. 2m/min。
6. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于步骤4)所述轧制中，第一阶段的开 轧温度为985-1 IO(TC，终轧温度为930-950°C ;第二阶段的开轧温度为900_925°C ，终轧温 度为820-880°C。
7. 根据权利要求2或6所述的生产方法，其特征在于步骤4)所述轧制中单道次压下 率为10-30%。
8. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于所述调质工艺之前进行矫直和抛丸。
9. 根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于步骤6)淬火的冷却工艺为钢板厚度8-10mm，冷却辊速为20m/min ; 钢板厚度11-12mm，冷却辊速为18m/min ; 钢板厚度13-16mm，冷却辊速为16m/min ; 钢板厚度17-25mm，冷却辊速为8-10m/min ; 钢板厚度26-40mm，冷却辊速为5-6m/min ; 钢板厚度41-50mm，冷却辊速为3-4m/min ; 钢板厚度大于50-60mm，冷却辊速为l-2m/min。
全文摘要
本发明公开了一种低碳当量高强度耐磨钢板，由以下重量百分比的组分制备而成C0.15-0.18％，Si0.20-0.40％，Mn1.30-1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，V 0.040-0.050％，Nb0.017-0.030％，Al 0.020-0.040％，Cr 0.15-0.25％，Mo 0.18-0.28％，Ti 0.017-0.026％，B0.0015-0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质，钢板的厚度为8-60mm。本发明的高强度耐磨钢板，屈服强度在1000MPa以上；布氏硬度在380-430HBW之间；碳当量在0.41-0.49％之间；抗拉强度最高可达1280MPa；低温韧性良好；钢板最大厚度可达到60mm。
文档编号B22D11/20GK101748333SQ20091031232
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者刘建磊, 张亚丽, 张仪杰, 张俊凯, 张启远, 张西忠, 晏欣伟, 李建立, 王新, 王晓刚, 王祥, 白永强, 谢良法, 赵文忠, 钱泽旺, 韦明 申请人:舞阳钢铁有限责任公司