[发明专利]一种由碳氮化钛硬质粒子强化的耐磨热轧钢及生产方法

说明书

一种由碳氮化钛硬质粒子强化的耐磨热轧钢，其组分及wt%为：Si：0.4~0.80%，Mn：1.0~2.5%，N：0.01~0.10%，Ti：0.30%~0.65%，C量按1/3Ti‑1/2N+0.20计算。生产方法：电炉冶炼后进入氩站进行吹炼；经真空处理后浇注；将钢坯加热；经高压除鳞后粗轧；精轧；两段式冷却。本发明能在保证钢板硬度不低于400HBW的前提下，使钢的基体组织为马氏体/铁素体双相组织，并使基体分布体积分数为0.2~2.5%、尺寸在50~200nm及1~30μm的双尺寸碳氮化钛粒子；其屈服强度在1190‑~1250MPa，抗拉强度在1470~1480MPa，延伸率在17%以上，‑20℃夏比冲击功不低于115J/cm2，且具有合金元素含量少，生产成本低。

技术领域

本发明涉及一种热轧耐磨钢及生产方法，确切地属于一种由碳氮化钛硬质粒子强化的耐磨热轧钢及生产方法。

背景技术

目前，在非路面工作的矿山机械、建筑机械，尤其是其中的一些关键部件，由于长期工作在环境恶劣的条件下，其使用周期严重受到影响。

就当前而言，所使用的耐磨材料主要有高锰钢、低合金钢及铸铁三类。然而高锰钢和铸铁的材料一般抗腐蚀性能较差。这是由于高锰钢的铸态组织通常由奥氏体、碳化物和珠光体组成，且析出物粗大，即便是进行了水韧处理亦难以提高其腐蚀性能。铸铁多是通过碳化物来增强硬度，即通过高硬度来增强耐磨性，但由于其碳化物的析出而造成腐蚀性降低。

现有技术的的低合金耐磨钢，由于大多数都是靠马氏体相变来提高硬度，从而提升耐磨性，因此随着钢级的增加钢板的强度增加幅度较大，给后续加工成型带来极大困难。

因此开发一种硬度适中而耐磨性较高的碳氮化钛粒子强化型耐磨钢，即一种由碳氮化钛硬质粒子强化的耐磨热轧钢，兼具耐磨性和良好的成形性成为本技术领域技术人员的主攻方向。

经检索：中国专利公开号为CN201210270193.3的文献，公开了一种“高硬度高韧性耐磨钢及其生产方法”，其钢种成分及生产工艺分别为：C：0.36～0.45％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.40～1.00％、Nb0.010～0.040％、Al：0.010～0.080％、B：0.001～0.002％、Ti：0.005～0.050％等；工艺为轧后直接冷却。该发明主要加入Nb、Ti、B等微合金元素，其虽然抗磨损性能好，但其抗腐蚀性能文献中未能充分体现。但是，从成分设计看该发明碳含量较高，又加入Nb、Ti等易形成碳化物的元素，从成分和工艺上未见有抑制碳化物析出的有效措施，从而可以推断钢中碳化物析出不会少，在一定程度上会影响该发明钢种的抗腐蚀性和冲击韧性，消减该发明钢种的综合性能。

中国专利公开号为CN201010567789.0的文献，其公开了“一种高强度耐磨钢板及其制备方法”，其钢种成分及生产工艺分别为：C：0.12～0.22％、Si：0.25～0.50％、Mn：1.10～1.80％、Cr：0.30～1.00％、Als：0.025～0.055％、Ni：0.20～0.60％、Mo：0.10～0.50％、B：0.001～0.005％、Ti：0.010～0.050％等；工艺为轧后在线淬火。该发明主要加入Ni、Cr、Ti、B等微合金元素来提高钢板的强度和耐磨性，获得钢板的实际硬度均低于400HBW，-20℃冲击功在50J以下。

中国专利公开号为CN201610750418.3的文献，其公开了“一种高强度耐磨钢板及其生产方法”，其钢种成分及生产工艺分别为：C：0.09～0.11％、Si：0.68～0.74％、Mn：1.06～1.13％、Cr：0.50～0.55％、Als：0.022～0.038％、Ni：0.67～0.77％、Mo：0.85～0.95％、W：0.35～0.44％、Nb：0.06～0.07％等；工艺为轧后离线淬火加低温回火工艺。该发明主要加入Ni、Cr、W、Nb等贵重微合金元素来提高钢板的强度和耐磨性，生产成本较高。