[发明专利]一种高抗开裂贝氏体耐磨鄂板用钢、鄂板及制备方法

说明书

本发明公开了一种高抗开裂贝氏体耐磨鄂板用钢，按重量百分比，其组成包含：C：0.15‑0.45％，Mn：1.5‑2.8％，Si：0‑1.5％，Al：0.20‑1.5％，Cr：0.5‑1.5％，P：0.001‑0.20％，S：0.001‑0.020％，Ce：0.01‑0.020wt％，其余为Fe及不可避免的杂质元素；其中，Si与Al的重量百分比之和不高于2.0％。本发明还公开了由所述钢制成的鄂板。采用本发明组分设计合理的钢以及工艺制备得到的鄂板耐磨性及韧性好，且使用寿命长。

技术领域

本发明涉及钢材研究领域。更具体地，涉及一种高抗开裂贝氏体耐磨鄂板用钢及鄂板。

背景技术

颚式破碎机是矿山、冶金、建材等行业中重要的破碎机械，其使用效率高低与其构成中的最主要易磨损零件—颚板的性能质量紧密相关。在使用过程中，鄂板的服役工况恶劣，受到冲击、挤压、磨损等的综合作用，因此，要求其具有硬度、韧性和耐磨性等的优良综合匹配。

目前，鄂板基本上是采用高锰钢、高铬铸铁或中高碳低合金钢，通过铸造方式生产得到，各种材质鄂板特点相异，适用范围不同。

高锰钢鄂板具有良好的韧性和高应变硬化能力，在大冲击力作用下，通过TRIP效应得到硬化的马氏体层，从而获得良好的耐磨性能。但是，由于高锰钢鄂板初始硬度低(～HRC20)，其在服役过程中所受物料的冲击力在很多情况下常常强度不够，无法促使TRIP效应发生，导致其高应变硬化优势无法体现，反使得其表面易受到流变和被切削，表现出耐磨性能差，使用寿命短的特点。

高铬铸铁鄂板具有很高的硬度(HRC60以上)，但其韧性很差，冲击功通常Akv＜3J，很容易因物料冲击或挤压而产生开裂或直接破碎。

近年来出现了高铬铸铁镶铸于高锰钢表面组成的复合鄂板，将高铬铸铁的高耐磨性和高锰钢的高韧性有机结合，大大延长了鄂板的使用寿命。但是，这种复合鄂板的制造工艺复杂、工艺要求严格、制造难度大，导致其使用受到了限制。

中高碳低合金铸钢鄂板具有良好的硬度与韧性匹配(HRC≥45，Akv≥15J)，表现出良好的耐磨性能，得到了广泛关注。但是，该类鄂板中常需加入昂贵的合金元素Ni和Mo，导致其合金成本和价格较高，使用受到限制。因此，工艺简单、成本低廉、硬度与韧性匹配良好的高性价比鄂板开发成为鄂板的重要研发方向。

公开号为CN105220061A，名称为“一种中大型贝氏体钢耐磨铸件及其制备工艺”的中国发明专利中，以廉价的C、Si、Mn、Cr为主要合金元素，获得了HRC＞45、Akv＞20J的贝氏体钢铸件，其耐磨性能和性价比良好。但是，该专利涉及的钢种多适用于制造尺寸中大型的贝氏体钢铸件(重量≤600Kg)，当用于大尺寸的颚式破碎机用鄂板时，由于鄂板的厚度高、体积大(重量≥800Kg)，属于大型钢铸件，上述专利涉及的钢种不具备足够淬透性，无法保证鄂板充分的硬度层深，从而导致鄂板整体耐磨性较差。此外，由于鄂板尺寸和体积大，钢液在浇注时凝固时间长，容易产生界面偏析等缺陷而不利于鄂板的韧性。并且，上述专利中工件的淬火热处理过程相对复杂(出炉空冷到低于800℃进行间隙式复合淬火至高于100℃，用高于180℃保温炉保温4h以上；或出炉空冷至650～750℃进行间隙式水淬至180℃出水，再入280℃保温炉保温4h以上)，针对大尺寸的鄂板而言操作难度较大。值得注意的是，该专利涉及的中大型贝氏体钢耐磨铸件的硬度高(HRC45以上)，属于超高强度钢范畴。而超高强度钢对于氢的敏感性较高，因此，上述专利201510730009.2涉及的中大型贝氏体钢耐磨铸件存在一定的氢致开裂风险，尤其在南方潮湿环境中服役时，更应注意该问题。

因此，为解决目前颚式破碎机用鄂板研发过程中存在的上述缺陷与不足，需要提供一种新的高抗开裂贝氏体耐磨鄂板用钢、鄂板及制备方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种高抗开裂贝氏体耐磨鄂板用钢。

本发明的第二个目的在于提供一种高抗开裂贝氏体耐磨鄂板。