[发明专利]低成本HB400级耐磨钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于机械工程用耐磨钢制造领域，具体涉及一种低成本HB400级耐磨钢及其生产方法。

背景技术

耐磨钢板广泛应用于工作条件特别恶劣，要求高强度、高耐磨性能的工程、采矿、建筑、农业、水泥生产、港口、电力以及冶金等机械产品上。如推土机，装载机，挖掘机，自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。多年来一直困扰着工业界人士的一个重大问题就是磨损，尤其是接触岩石、矿料等受磨擦、撞击、冲刷的结构。据统计，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4％左右。因此，解决磨损和延长机械设备及其部件的使用寿命成为工业界人士在设计、制造和使用各种机械设备所需要考虑的首要问题。

按耐磨钢成品金相组织目前耐磨钢主要分为奥氏体锰钢和低合金马氏体钢。高锰钢是抗冲击磨损的典型耐磨钢，在冲击条件下显示出优越的耐磨性。高锰钢作为历史最悠久的一种耐磨材料，其成分(质量分数)范围为：w(C)＝0.9％～1.4％，w(Mn)＝10％～15％，w(Si)＝0.3％-0.8％，w(S)≤0.05％，w(P)≤0.10％。高锰钢的这种建立在加工硬化基础上的优异的耐磨性能使它的使用受到限制，为扩大高锰钢的应用范围，研究了改进性高锰钢，进一步提高其耐磨性，主要采用合金化的方法，添加Cr、Mo引起固溶强化，加入钛形成碳化钛，可引起弥散强化，并能细化结晶组织，最终达到强化基体、提高其耐磨性和屈服强度的目的，但由于其合金成本高、加工性能差，导致应用受限。

合金马氏体耐磨钢其组织主要由马氏体组成，采用Cr、Ni和Mo等元素合金化，然后通过淬火与低温回火热处理，获得回火马氏体组织。低合金马氏体钢中具有高硬度的高位错板条状马氏体，能够较好地抵抗磨损时裂纹的扩展，同奥氏体高锰钢相比，在中等冲击磨损条件下，该钢种具有明显的优越性，综合机械性能也较好，但缺憾之处在于，它主要靠马氏体基体硬度来抗磨，其对化学成分控制和热处理工艺要求也较高。低、中合金钢中淬硬态的组织有马氏体(包括板条马氏体、片状马氏体和孪晶马氏体)、残余奥氏体和未溶碳化物等。

CN102605234A提供了一种400HB级耐磨钢板及其制造方法，其成分中合金元素含量(Cr、Mo)均高于本发明，贵重合金的添加是比造成制造成本的增加，同时采用铸造-控轧-调质热处理工艺生产，与本发明比较不足之处在于传统铸造工艺相对连铸工艺效率较低，调质热处理工艺成本较高和生产周期较长。

CN102127705A提供了一种高强度高硬度耐磨钢，其成分重量碳及合金(Si、Mo、V)含量均较高，经济性较本发明低。同时采用在线热处理+回火工艺，节能降耗方面与本发明相差甚远。

CN1022747280A提供了一种高强度高韧性耐磨钢及其制造方法，其成分中复合添加铌钛钒等微合金化元素，同时严格控制N、H、O等气体含量，势必在冶炼过程中增加成本，与本发明比较炼钢工序控制的加严会提高冶炼成本。

发明内容

本发明目的在于解决马氏体耐磨钢强度高塑性差的问题，提供一种制造成本低、工艺简单、综合性能优良的HB400级耐磨钢。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

低成本HB400级耐磨钢，其化学成分重量百分比含量为：C：0.08～0.19％、Si：0.20～0.50％、Mn：1.30～1.60％、P：≤0.015％、S：≤0.015％、Cr：0.30～0.65％、Nb：0.02～0.05％、Ti：0.005～0.025％、B：0.001～0.005％、Als：0.010～0.040％，其余为Fe和微量杂质元素，CEV＝C+Mn/6+(V+Mo+Cr)/5+(Ni+Cu)/15≤0.55；钢板厚度规格范围为10～50mm，Rm≥1300MPa，延伸率≥15％，-20℃Akv≥47J，HBW/10/3000≥400。

低成本HB400级耐磨钢，其化学成分重量百分比含量为：C：0.09～0.13％、Si：0.28～0.29％、Mn：1.53～1.56％、P：≤0.015％、S：≤0.015％、Cr：0.53～0.55％、Nb：0.03～0.04％、Ti：0.009～0.012％、B：0.002～0.003％、Als：0.018～0.028％，其余为Fe和微量杂质元素，CEV＝C+Mn/6+(V+Mo+Cr)/5+(Ni+Cu)/15≤0.55；钢板厚度规格范围为10～50mm，Rm≥1300MPa，延伸率≥15％，-20℃Akv≥47J，HBW/10/3000≥400。