[发明专利]工程机械用高强度耐磨钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨钢生产技术领域，更具体地讲，涉及一种低成本工程机械用高强度耐磨钢及其制备方法。

背景技术

通常，机械用品在作业过程中与工件之间存在剧烈的相对运动而产生各种类型的磨损，其中磨料磨损是主要的磨损形式。随着工业现代化的发展，在工业发达的国家，机械装备及其零件的磨损所造成的经济损失占国民经济总产值的4％左右。据不完全统计，因这种磨损和机械工具的自然耗蚀，全球每年消耗的钢铁材料在2000万吨以上。因此，解决磨损和延长机械设备及其部件的使用寿命，提高耐磨钢的质量，开发新型高性能耐磨钢种，以降低由于磨损造成的经济损失，对低碳、绿色经济的发展具有重大意义。

在现有技术中，高强度耐磨钢通常需要含有Mo、Ti、Ni、Cu等合金元素中的一种或多种，从而成本高。然而如果去掉Mo、Ti、Ni、Cu等合金元素，则很难确保钢材达到高强度耐磨钢的性能要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的之一在于提供了一种低成本工程机械用高强度耐磨钢的制备方法。此外，本发明的另一目的在于提供一种具有不小于395HBW的表面布氏硬度、不小于1220MPa的抗拉强度、不小于13％的断后伸长率、不小于70J的-20℃冲击吸收能量(纵向)(即，KV₂)的低成本工程机械用高强度耐磨钢。

本发明的一方面提供了一种工程机械用高强度耐磨钢的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：冶炼目标钢水，所述目标钢水的成份按重量百分比计由C：0.15～0.30％、Si：0.20～0.65％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.010％、P≤0.020％、B：0.0010～0.0040％、Cr：0.30～1.00％、V：0.030～0.080％、Al：0.015～0.050％、[N]：80～200×10^-6、[H]≤2×10^-6、[O]≤40×10^-6以及余量的Fe和不可避免的杂质组成；采用全程保护浇注进行板坯连铸；进行连续轧制，确保粗轧连续2个道次的压下率不小于20％，粗轧的开轧温度为1100～1150℃，粗轧的终轧温度不小于1020℃，精轧的开轧温度为900～1000℃，精轧的终轧温度为840～900℃，精轧的压下率为3.0～4.0；进行冷却，开冷温度控制为800～850℃，终冷温度为630～680℃，冷却速度为6～12℃/s；进行热处理，淬火温度为860～950℃，淬火处理的保温时间15～50min，回火温度为150～400℃，回火处理的保温时间为10～60min。

在本发明的工程机械用高强度耐磨钢的制备方法的一个实施例中，所述板坯连铸步骤中可以采用中碳保护渣来覆盖结晶器液面。

在本发明的工程机械用高强度耐磨钢的制备方法的一个实施例中，所述粗轧优选地包括5～7道次，并且粗轧的道次中至少有两个道次压下率不低于20％。

在本发明的工程机械用高强度耐磨钢的制备方法的一个实施例中，所述目标钢水的成份按重量百分比计由C：0.15～0.25％、Si：0.20～0.55％、Mn：1.20～1.50％、S≤0.010％、P≤0.020％、B：0.0010～0.0030％、Cr：0.30～0.8％、V：0.040～0.080％、Al：0.015～0.045％、[N]：80～200×10^-6、[H]≤2×10^-6、[O]≤40×10^-6以及余量的Fe和不可避免的杂质组成。优选地，所述目标钢水的成份按重量百分比计由C：0.20％、Si：0.30％、Mn：1.35％、S≤0.008％、P≤0.015％、B：0.0020％、Cr：0.45％、V：0.050％、Al：0.035％、[N]：150×10^-6、[H]：1.5×10^-6、[O]：28×10^-6以及余量的Fe和不可避免的杂质组成。