一種高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板及其生產(chǎn)方法與流程

本發(fā)明屬于耐磨鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是提供了一種高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板及其生產(chǎn)方法，貝氏體和馬氏體組織為主；適用于礦山及工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
：高強(qiáng)度耐磨鋼板以其較高的強(qiáng)硬度，被廣泛應(yīng)用于工作條件特別惡劣，要求高強(qiáng)度、高耐磨性能的采礦、煤炭、建筑、港口、電力以及冶金等機(jī)械產(chǎn)品上。如推土機(jī)，裝載機(jī)，挖掘機(jī)，自卸車及各種礦山機(jī)械、抓斗、堆取料機(jī)、輸料彎曲結(jié)構(gòu)等。因此，該種耐磨鋼板要求有較高的硬度，同時(shí)要有一定的塑韌性和可焊接性。目前國(guó)內(nèi)的耐磨鋼一般以馬氏體耐磨鋼為主，合金含量較高，雖然能滿足硬度的要求，但塑韌性和焊接方面的性能相對(duì)較差，在一定程度上影響了其在不同領(lǐng)域上的應(yīng)用。在本發(fā)明之前，布氏硬度在HB550以上的耐磨鋼板以馬氏體耐磨鋼為主。北京科技大學(xué)發(fā)明的“一種具有NM550硬度的低成本耐磨鋼板及制造方法”專利，該鋼的成分范圍為：C0.25‐0.30％,Mn2.0‐2.5％,Si1.6‐2.0％,Cr1.0‐1.5％,Mo0.20‐0.30％,Ni0.5‐1.0％,Nb0.01‐0.06％,V0.01‐0.06％,B0.001‐0.0015％,S≤0.005％,P≤0.015％,[O+N]≤0.010％,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)稱取跟組分，經(jīng)過冶煉后連鑄成坯，連鑄坯經(jīng)過1200‐1250℃加熱，采用中厚板軋機(jī)兩階段控制軋制，在780‐850℃終軋，軋后采用控制冷卻，冷卻速度為≥5℃/s，冷至250‐280℃進(jìn)行堆冷或保溫坑內(nèi)進(jìn)行保溫120min以上，最后空冷至室溫，得到厚度為6‐60mm的具有NM550硬度的低成本耐磨鋼。該鋼成分中Mn含量大于2.0％，Ni含量大于0.5％，還添加一定量的Mo、V和Nb貴重微合金元素，布氏硬度值在HB545‐HB569之間。但是該鋼含有較高的Mn、Cr和Ni，還有Nb、Mo、V等貴重金屬元素，成本相對(duì)較高；合金含量高，碳當(dāng)量相對(duì)較高，影響焊接性能。本發(fā)明在不降低耐磨性能的前提下，采用新的成分設(shè)計(jì)和制造方法，大幅度降低合金含量，降低碳當(dāng)量，在改善鋼板焊接性能和塑韌性的同時(shí)，從而降低生產(chǎn)制造成本。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板及其生產(chǎn)方法，高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板，具有良好的塑韌性，以及良好的可焊性能，鋼板的厚度范圍6‐30mm。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板，具體包括以下重量百分含量的化學(xué)成分組成：C0.35‐0.40％,Si1.5‐1.9％,Mn0.6‐1.0％,P≤0.015％,S≤0.010％,Cr0.3‐0.9％,Nb0.010‐0.03％,Al0.02‐0.05％,Ti0.010‐0.15％,B0.0010‐0.0030％,其余為鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述的高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板，鋼板的布氏硬度值為HB570‐HB630，抗拉強(qiáng)度(Rm)為≥1600MPa，延伸率A50為10～20％，碳當(dāng)量為0.55～0.70。本發(fā)明鋼板采用的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，較同硬度級(jí)別馬氏體耐磨鋼碳當(dāng)量低(0.55‐0.70％)，可焊性能好；貴重合金元素的含量少，成本較低；合金成分設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，能保證在低合金成分、低碳當(dāng)量的條件下確保鋼板的淬透性；鋼板采用軋制加超快冷的生產(chǎn)工藝，取消離線淬火熱處理生產(chǎn)步驟；鋼板整體具有較高的強(qiáng)度、良好的耐磨性、塑韌性以及可焊性能。本發(fā)明還提供了一種具有上述化學(xué)成分組成以及高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板的制備方法，包括以下步驟：(1)工藝路線為：鐵水脫硫—轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉—真空處理—板坯澆注—板坯加熱—軋制—水冷或熱處理；(2)在1150‐1240℃加熱，加熱時(shí)間系數(shù)為1‐2min/mm；(3)在中厚板軋機(jī)采用兩階段軋制，粗軋階段在970‐1100℃進(jìn)行軋制，初軋采用低速大壓下的軋制規(guī)程，保證單道次壓下率大于15％，展寬后的3‐5道次，要求道次壓下率逐步增大；精軋階段在820‐850℃進(jìn)行軋制，終軋溫度控制在800℃以上；(4)軋后進(jìn)行超快速冷卻，采用UFC(超快速冷卻)+ACC(加速層流冷卻)強(qiáng)水冷工藝，終冷溫度為150‐200℃，冷速不低于10℃/s；(5)鋼板回火熱處理，回火保溫溫度150‐250℃，加熱時(shí)間1～3min/mm×板厚。本發(fā)明的(1)根據(jù)不同規(guī)格的鋼板，選擇不同斷面的連鑄機(jī)澆注，本發(fā)明采用的斷面分別為250×1800mm和300×2000mm的連鑄機(jī)；步驟(3)中是采用的兩階段軋制工藝，粗軋階段采用低速大壓下，保證單道次壓下率大于15％，展寬后的3‐5道次，要求道次壓下率逐步增大，可以使鋼板心部的晶粒得以細(xì)化，有利于鋼板厚度方向上組織的均勻；精軋階段通過誘導(dǎo)形變，促使Ti的碳化物析出。步驟(4)中，采用超快速冷卻工藝，得到貝氏體+馬氏體組織，省去馬氏體耐磨鋼離線淬火熱處理工藝。步驟(5)中，回火的目的是為了減少或消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，降低淬火脆性，并且使鋼中的組織更加均勻。本發(fā)明的高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板及其生產(chǎn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)貴重合金少。鋼板成分設(shè)計(jì)中貴重合金含量少，總的貴重合金含量小于1％，鋼板碳當(dāng)量低，合金成本低。2)制造方法簡(jiǎn)單。采用中厚板軋機(jī)軋后快速冷卻以及離線回火的生產(chǎn)工藝，獲得與常規(guī)調(diào)質(zhì)馬氏體耐磨鋼的性能，節(jié)省了馬氏體耐磨鋼板離線再加熱淬火的工序，生產(chǎn)周期短、成本低，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源。3)具有HB550以上硬度的高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼采用貝氏體+馬氏體組織設(shè)計(jì)，鋼板各項(xiàng)性能穩(wěn)定，硬度高，耐磨性好。附圖說明圖1為高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼顯微組織的光學(xué)顯微鏡照片圖。圖2為高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼顯微組織的掃描電子顯微鏡照片。具體實(shí)施方式以下具體實(shí)例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此：實(shí)例1高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板，厚度10mm，其化學(xué)成分組成為：C0.36％,Si1.55％,Mn0.65％,P0.012％,S≤0.004％,Cr0.48％,Nb0.018％,Al0.035％,Ti0.02％,B0.0021％,其余為鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)。下表1是在此成分下的控軋控冷及熱處理工藝參數(shù)，表2是在該工藝參數(shù)下得到的力學(xué)性能。表1軋制及熱處理工藝參數(shù)板厚/mm板坯加熱溫度/℃開軋溫度/℃終軋溫度/℃終冷溫度/℃回火溫度/℃1012201100812180200101220107080820520010122010508101942001012201080807195200表2力學(xué)性能實(shí)例2高強(qiáng)度貝氏體耐磨鋼板，厚度30mmm，其化學(xué)成分組成為：C0.38％,Si1.66％,Mn0.8％,P0.010％,S≤0.004％,Cr0.76％,Nb0.023％,Al0.037％,Ti0.05％,B0.0024％,其余為鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)。下表3是在此成分下的控軋控冷及熱處理工藝參數(shù)，表4是在該工藝參數(shù)下得到的力學(xué)性能。表3軋制及熱處理工藝參數(shù)板厚/mm板坯加熱溫度/℃開軋溫度/℃終軋溫度/℃終冷溫度/℃回火溫度/℃3012201080815230200301220109082022520030122010758182282003012201080820220200表4力學(xué)性能當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3