[发明专利]一种含氮双相耐腐蚀耐磨热轧钢及生产方法

说明书

一种含氮双相耐腐蚀耐磨热轧钢，其组分及wt%为：Si：0.2~0.40%，Mn：3.0~5.5%，N：0.03~0.12%，Ti：0.08%~0.30%，Cr：0.35~1.50%，C=1/2Ti‑1/2N+0.10。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；冷却。本发明能保证钢板硬度不低于400HBW，且使钢的基体组织为马氏体及奥氏体双相组织，且马氏体体积分数为80~95%，并使基体分布体积分数为0.3~1.5%、尺度为300~800nm碳氮化钛粒子，屈服强度在1480~1570MPa，抗拉强度在1550MPa以上，延伸率A在30%以上，‑20℃夏比冲击功不低于100J/cm2，且生产成本低。

技术领域

本发明涉及一种热轧耐磨钢及生产方法，确切地属于一种含氮双相耐腐蚀耐磨热轧钢。

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。

近年来，中低锰耐磨钢如异军突起，靠硬化粒子或双相或多相组织增加耐磨性。

现有技术的中低锰钢，多数依赖增加基体相中马氏体相的比例来提高耐磨性，这就需要在基体中加入大量的Mo、Cr、Ni等贵重合金元元素来提高材料的淬透性，并且利用淬火+回火等传统工艺进行生产，生产成本高昂，且生产周期较长。因此利用双相组织调控技术思想开发一种成本低廉、生产工艺简单，同时又具有优良的韧性和耐磨性成为本技术领域技术人员的主攻方向。

本发明就是生产制造一种双相耐磨钢，并引入氮强化作用，使其达到耐磨性和韧性的双提升目的。

经检索：中国专利公开号为CN105543676A的文献，公开了“一种马氏体-铁素体双相耐磨钢板及其制备方法”，其钢种成分及生产工艺分别为：采用定量C、Si、Mn、Nb、V、Ti、Mo、Ni、Cr、N、B等元素制备得到，其中C含量0.25～0.32％，Mn含量在1.60～2.00％，N含量≤0.0045％，Ti含量0.010～0.030％，钢坯加热后进行两阶段控制轧制，轧后以16mm为界限分厚度进行不同工艺冷却，随后在Ac1和Ac3温度之间进行热处理，之后进行回火处理，钢板最终组织为马氏体-铁素体组织。该钢的制备不仅需要控轧控冷，而且需要离线淬火加回火工艺处理，工艺流程较长，合金元素添加较多。

经检索：中国专利公开号为CN103014521A的文献，公开了一种“高硬度高韧性耐磨钢及其生产方法”，其钢种成分含有较高的Mn(2.0～2.4％)、Cr(1.5～2.0％)等元素，生产工艺上需要经过稀土变质处理，并且经过淬火+回火处理，依然靠相变强化来提高耐磨性，并且生产周期较长，材料硬度偏高(约为54HRC)，加工成型困难。

中国专利公开号为CN102943213A的文献，其公开了“一种低合金超高强度工程机械用耐磨钢及其制备方法”，其钢种成分含有较高的Mn(0.8～2.0％)、Cr(1.0～2.5％)、Mo(0.3～0.6％)等合金元素，在生产工艺上实施两阶段轧制，然后经过传统的淬火+回火工艺进行组织调控，基体组织为单相回火马氏体，从实施例看这类材料的延伸率A在9.0～14％之间波动，材料的延伸率不高。