[发明专利]一种NM500高强度耐磨钢板及其热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程机械用高强度耐磨钢板及其制造工艺，具体的说是一种NM500高强度耐磨钢板及其热处理工艺。

背景技术

耐磨钢板广泛地应用于冶金、矿山、建材、电力、铁路和军事等各个领域中，重点部件包括挖掘机斗齿、球磨机衬板、破碎机颚板、破碎壁、轧臼壁、拖拉机履带板和铁路道岔等等。耐磨钢不仅要具有较高强度及硬度，而且还要有一定韧性和良好的焊接性，因此，通常采用淬火+回火热处理工艺制造。目前，国内按GB/T 24186-2009《工程机械用高强度耐磨钢板》主要生产品种为NM360-NM450，通常生产厚度规格为8-60mm。而更高级别的耐磨钢板需要加入更多的贵重金属、合金元素保性能，生产成本高，产品无竞争力，国内市场的需求大部分依赖进口。

在本发明之前，张家港市鼎力铸钢有限公司申请的“一种高强度廉价低合金耐磨铸钢”专利（申请号：201110425482.1），该钢的成分范围为：C 0.20-0.60%，Mn 0.50-1.50%，Si 0.50-1.50%，Cr 0.50-1.50%，RE<0.20%，Ti<0.20%，B<0.015%，Al<0.150%，Ca<0.150%.其余为Fe和不可避免的杂质。该钢采用铸钢再经常规热处理工艺，该钢种含有贵重的稀土金属RE和较高的Cr、B等贵重金属元素，铸钢生产成本比连铸高。

还有三一集团有限公司申请的“一种低合金超高强度耐磨钢及其生产方法”专利（申请号：201210091711.5），其成分范围为：C 0.20-0.35%，Mn 0.60-1.00%，Si 0.30-0.70%，Cr 0.70-1.10%，Ni 0.60-1.00%，Mo 0.30-0.70%，La 0.0005-0.010%，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢采用铸钢+锻造+常规热处理工艺，该钢种也添加了贵重的稀土金属La以及较高的Mo、Ni、Cr等贵重合金元素，不仅成本高，而且铸钢的收得率低。

另外，宝山钢铁股份有限公司申请的“高强度马氏体耐磨钢及其生产工艺”专利（专利号：ZL200810200029.9），其化学成分为：C 0.10-0.20%，Mn 1.0-2.0%，Si 0.50-1.00%，S≤0.004%，P≤0.009%，Nb 0.020-0.040%，Ti 0.020-0.030%，V 0.015-0.060%，B 0.0015-0.0020%，Al<0.030%，其余为Fe和不可避免的杂质。该钢采用连铸坯或铸锭+TMCP+快速冷却工艺，成分中主要加入较多的Nb、V、Ti合金化元素，抗拉强度大于1500MPa， -20℃横向V型冲击功大于32J。这种钢虽然成本低，但是采用TMCP+快速冷却工艺制造，不可避免出现热成型或焊接部位强度大幅度降低，质量不稳定。并且由于该钢含Si较高，虽可以提高钢的强度，但也显著降低钢的韧性和焊接性，因此在使用时受到许多局限。

发明内容

本发明的目的是提供一种NM500高强度耐磨钢板及其热处理工艺，该钢板制造成本低，硬度分布均匀，质量稳定，具有良好的强韧性，以及较好的焊接性能。

本发明所述的一种NM500高强度耐磨钢板，其化学成分质量百分比为：C 0.25~0.28%，Mn 0.80~1.20%，Si 0.20~0.40%，S≤ 0.010%，P≤ 0.020%，Cr 0.45~0.70%，Mo 0.10~0.30%，Ti 0.010~0.030%，B 0.0010~0.0030%，Als 0.015~0.045%，Nb 0.015~0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述的一种NM500高强度耐磨钢板，其性能为：布氏硬度值≥470HBW，抗拉强度≥1500MPa，断后伸长率≥7.0%，-20℃纵向V型冲击功≥30J。

 本发明的主要化学成分含量基于以下原理设计：

（1）C 0.25~0.28%：碳是钢中最重要的固溶强化元素之一，能显著提高钢的强度和硬度，但是会对塑性、韧性、焊接性影响较大。将C元素含量控制在0.25~0.28%的范围内，从而降低该低合金超高强度耐磨钢的淬裂敏感性；

 （2）Si 0.20~0.40%: 硅是钢中有益元素，有很强的固溶强化作用，显著提高钢的强度和硬度，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向。超过0.50%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能；