一種易切削耐磨鋼板及其製備方法與流程
2023-09-18 07:43:50 3
本發明屬於鋼板冶煉技術領域，具體地，本發明涉及一種易切削耐磨鋼板及其製備方法。
背景技術：
耐磨鋼板廣泛應用於高耐磨性能的工程、採礦、建築、水泥生產、港口、電力以及冶金等機械產品上，如礦山翻鬥車、推土機、裝載機、挖掘機、自卸車及各種礦山機械、抓斗、堆取料機、輸料彎曲結構等。目前國內外現有耐磨鋼板產品，尤其是HBW430-520硬度區間的耐磨鋼板，僅僅具有強度高、硬度高的特點，這就直接導致該類產品在使用時直接導致切削加工難度大，同時造成產品加工成本高，不利於廣泛應用。眾所周知，通常鋼的被切削性隨鋼中硫含量的增多而增高，也以此判斷鋼的切削加工難易程度。在本發明之前，舞陽鋼鐵有限公司申請的「一種高強度耐磨鋼板及其製備方法」中國專利申請(公開號CN101451220A)，該鋼硬度在HBW360-440之間，為NM400級別，低於硬度HBW430-520；同時添加Ni、Nb、V等貴重元素，製造成本高；該鋼S≤0.010％，切削加工難度大。寶山鋼鐵股份有限公司申請的「一種低合金高強度高韌性耐磨鋼板及其製備方法」中國專利(公開號CN101775545A)，該鋼雖然硬度不低於HBW450，但化學成分添加了貴重合金元素Mo和Nb，這就使得生產成本大大增加；同時該鋼S＜0.010％，顯而易見，該鋼僅僅注重了硬度和強度的提高，忽略了切削和加工性能。鞍鋼股份有限公司申請的「一種低碳低合金耐磨鋼及其生產方法」中國專利(公開號CN102021492A)，該鋼雖然布氏硬度＞HB400，但化學成分中含有Ni、Nb、Mo等元素，屬於貴重金屬，會造成生產成本大幅度升高。同時該鋼S≤0.010％，顯而易見，該鋼也僅僅是注重了硬度和強度的提高，忽略了切削和加工性能。舞陽鋼鐵有限責任公司申請的「一種高等級別耐磨鋼板及其生產方法」中國專利(公開號CN101748346A)，雖然該鋼布氏硬度在445HBW-485HBW之間，但該鋼化學成分Ni含量為0.10-0.30％，該元素屬於貴重合金，生產成本高。同時該鋼S≤0.005％，顯而易見，該鋼也僅僅是注重了硬度和強度的提高，惡化了切削加工性能。
技術實現要素：
針對現有技術的上述不足，本發明的一個目的在於提供一種易切削耐磨鋼板，滿足用戶對厚度在8-70mm之間，表面布氏硬度430-520之間、抗拉強度在1350MPa以上的高強度耐磨鋼板易切削易加工的需要。為達到上述目的，本發明採用的技術方案為：一種易切削耐磨鋼板，按質量百分比計，所述耐磨鋼板的化學成分為：C：0.25-0.32％、Si：0.15-0.45％、Mn：1.00-1.30％、P≤0.025％、S：0.010-0.020％、Ti：0.012-0.040％、Cr：0.25-0.50％、B：0.0005-0.0030％、Al：0.010-0.040％、N≤0.004％、O≤0.003％、H≤0.0002％，其餘為Fe和不可避免的夾雜，其中Ti和N含量滿足Ti/N＝3～8；P和S含量滿足P+S≤0.040％，為了確保高強度高硬度條件下的切削性能S含量應滿足0.015C+0.0011Mn+0.022Cr+1.3B≤S≤0.04C+0.0021Mn+0.013Cr+0.09B。所述鋼板厚度在8-70mm之間、布氏硬度在HBW430-520之間、抗拉強度大於1350MPa。本發明還提供了一種易切削耐磨鋼板的製備方法，該方法包括：1)冶煉工藝：將含有各元素的鋼水先經過鐵水脫硫，送轉爐冶煉，再送入LF精煉爐精煉，可採取加入硫鐵或餵入硫線調整硫含量，精煉完畢後，進行真空脫氣爐(RH爐)真空處理；2)澆鑄工藝：將步驟1)處理後的鋼水送連鑄機，連鑄採用全程氬氣保護澆鑄，採用輕壓下技術確保鑄坯內部質量，澆鑄過熱度控制在30℃以內；3)加熱工藝：板坯加熱溫度為1160～1220℃，加熱參考時間按8-10min/cm板坯厚度以保證鋼坯燒勻燒透，均熱時間不少於60min，加熱後進行軋制；4)軋制工藝：利用寬厚板軋機完成兩階段軋制，粗軋階段進行≥1000℃的完全再結晶軋制。精軋階段開軋溫度控制在880-980℃，軋後進行控制冷卻，終冷溫度控制在150-660℃之間，鋼板冷卻後，視板形情況對鋼板進行矯直，終矯溫度≥450℃；5)熱處理工藝：淬火加熱溫度為880-940℃，爐內保溫時間為10-25min，鋼板加熱後水淬，回火溫度為150-350℃，保溫時間15-25min，保溫後空冷。本發明成分設計原理：(1)碳C是鋼中最基本的元素，可以提高鋼的強度和硬度，進而提高鋼的耐磨性，由於本發明主要是為了獲得良好淬透性的馬氏體耐磨鋼，但較高的碳含量對鋼的韌性和焊接性能不利。因此，科學合理得控制鋼中的碳含量為0.25-0.32％，在此範圍內，隨著碳含量的增加，強度和硬度等也相應增加；(2)矽Si以固溶體的形態存在於奧氏體中，提高鋼中固溶體的強度，從而提高鋼的耐磨性能，但矽含量過高將顯著降低鋼的塑性、韌性和延展性。同時考慮到矽與氧的親和力比鐵強，焊接時容易產生低熔點的矽酸鹽，增加熔渣和熔化金屬的流動性，影響焊縫質量，因此要嚴格控制矽的含量，本發明中控制矽含量為0.15-0.45％；(3)錳Mn和鐵形成固溶體可提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度(鋼的硬度隨錳含量提高直線上升)，強烈增加鋼的淬透性，淬火後易得到馬氏體組織。由於錳的強化作用使基體和碳化物得以強化...