[发明专利]一种具有优异冷弯性能高韧性耐磨钢及其制造方法

说明书

本发明提供了一种具有优异冷弯性能高韧性耐磨钢及其制造方法，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.30％～0.38％、Si：0.10％～0.25％、Mn：0.80％～1.60％、P≤0.010％、S≤0.003％、Mo：0.2％～0.4％、Ni：4.5％～5.5％、Cr：0.7％～1.5％、Ti：0.45％～0.55％、Als：0.015％～0.045％，N≤0.0060％，H≤0.0020％，余量为铁和不可避免的杂质；制造方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、模铸或连铸、加热、轧制、热处理；应用本发明生产的钢板屈服强度达967～1048MPa，抗拉强度达1248～1359Mpa，表面硬度达420～468HBW，心部硬度达417～467HBW，‑40℃冲击功≥44J，90°冷弯d＝5a合格。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种具有优异冷弯性能高韧性耐磨钢及其制造方法。

背景技术

随着我国工业体系整体升级换代，对基础材料的性能要求不断提高。工程机械设备制造商对耐磨钢性能提出了更高的要求，高耐磨性钢板得到了快速发展，颗粒强化是提升钢耐磨性的技术手段之一。

颗粒强化耐磨钢思想是在钢基体中引入弥散分布的稳定化合物颗粒，以颗粒高硬度提高钢的耐磨性，研究表明微米级颗粒TiC能够显著增强钢的耐磨性。但提高耐磨性能的同时却损害了钢的塑韧性，导致钢板的低温冲击韧性不佳，冷弯性能差。

检索到的相关专利和文献如下：

相关专利1：专利申请号为201410742877.8的中国发明专利公开了“TiC粒子增强型复相组织高塑性耐磨钢板及制造方法”，此专利公开了一种残余奥氏体体积分数6-12％的TiC强化耐磨钢，其化学成分为：C：0.20～0.40％、Si：0.80～1.50％、Mn：1.00～2.50％、Ti：0.40～0.80％、Ni：0.20～0.60％、Mo：0.15～0.50％、B：0.0005～0.003％、P≤0.015％、S≤0.003％，此外需添加Cu：0.00～0.05％、Cr：0.00～0.80％至少一种元素，余量为Fe和不可避免的杂质元素。此专利提出了生产TiC强化耐磨钢的方法，耐磨性优于HB450，其不足在于：此耐磨钢的室温冲击功＞20J，随着温度降低，冲击功会降低，低温冲击性能不佳，且未公开钢板的冷弯性能。

相关专利2：专利申请号201510917941.6,一种超硬粒子增强型奥氏体耐磨钢板及其制造方法。该专利公开了一种粒子增强型奥氏体耐磨钢板，其化学成分为C：1.10-1.30；Mn：8.00-10.00；Si：0.30-0.60；Cr：0.20-2.50；Ni：0.20-2.50；Mo：0.20-0.40；Ti：0.40-0.80；S≤0.010；P≤0.015，余量为Fe和不可避免的杂质元素。铸坯热轧后经水韧淬火，可以获得弥散于奥氏体基体体积分数为0.5-1.5％的TiC析出相，颗粒平均尺寸为1-5μm，。该钢板的屈服强度约为400Pa，抗拉强度约为800MPa，延伸率大于15％，室温冲击功大于50J，材料的耐磨粒磨损性能可达Hardox450的3倍以上。但该成分C含量及合金含量较高，焊接性较差。

相关专利3：专利申请号201510921071.X，用于细化TiC颗粒增强型耐磨钢中TiC的方法。该专利公开了一种通过控制连铸工艺细化TiC方法，通过调节浇注温度、二冷水量、矫直点温度以及控制板坯结晶器热流密度，可以将TiC颗粒细化至1μm，钢板延伸率从7％提高到11％，室温冲击功从12J提高至20J，冷弯性能满足弯心直径6a，90度合格。该方法成功提高了TiC颗粒增强型耐磨钢塑韧性，但室温冲击功20J难以满足-20℃以下寒冷环境使用条件。

相关文献1：梁小凯等.TiC颗粒强化型马氏体耐磨钢的性能研究[J].钢铁钒钛，2017,38(1):49-53.该文献对比Hardox450与不同工艺生产的TiC耐磨钢，相同磨损条件下，TiC耐磨钢失重量为Hardox450的70％，但室温冲击韧性较差，仅为11-14J。