[发明专利]一种高硬度高韧性钢板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明还公开了上述钢板的制备方法，包括：(1)按照以上质量百分比进行配料，熔炼，得到合金熔液；(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。本发明中的钢板综合力学性能优良，冲击韧性良好，耐磨性能稳定。

技术领域

本发明涉及钢板材料技术领域，特别是涉及一种高硬度高韧性钢板及其制备方法。

背景技术

高锰钢因具有一定的强度、高的韧性和优异的加工硬化性能而成为应用广泛的一类耐磨钢。高锰钢包括了Mnl3、Mnl7和Mn25系列耐磨钢，中锰钢通常是指Mn7系列耐磨钢。其中Mn13系列耐磨钢是历史最久，应用最广泛的耐磨钢。

虽然高锰钢仍在工业上应用广泛，但使用者逐渐认识到高锰钢的局限性，并逐步改进为强化高锰钢，目前，高锰钢需在大的冲击功条件下才能很好地发挥加工硬化作用，且高锰钢失效形式多样，表面的加工硬化层脆性较大，易开裂和剥落，应用范围受到限制；高铬铸铁硬度较高，具有优异的耐磨性，但生产成本高，易产生高温热处理变形开裂，不易在结构复杂或大型球磨机上使用。

为此，有必要针对上述问题，提出一种高硬度高韧性钢板及其制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硬度高韧性钢板及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高硬度高韧性钢板，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁和不可避免的杂质。

优选的，所述硫、磷、氢的含量满足0.050％≤硫+磷+氢≤0.10％。

优选的，所述硅的含量为0.10～0.25％。

优选的，按照质量百分比由以下化学成分组成：碳为0.50～0.70％，锰为9.0～10.0％，钛为1.5～2.0％，硅小于或等于0.20％，硫小于或等于0.025％，磷小于或等于0.025％，氢小于或等于0.010％，铜为0.080～0.12％，稀土元素为0.050～0.10％，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明还提供一种高硬度高韧性钢板的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照以下质量百分比进行配料：碳为0.40～0.80％，锰为8.0～11.0％，钛为1.0～2.5％，硅小于或等于0.30％，硫小于或等于0.050％，磷小于或等于0.050％，氢小于或等于0.020％，铜为0.050～0.15％，稀土元素为0.020～0.15％，余量为铁，熔炼，得到合金熔液；

(2)将上述合金熔液装入模具中，经真空脱气后铸造成型，得到钢坯或钢锭；

(3)将上述钢坯或钢锭在800～900℃的温度下预热30～40min，再于1100～1200℃的温度下加热40～50min，保温2～3h，淬冷，得到高硬度高韧性钢板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的钢板综合力学性能优良，冲击韧性良好，耐磨性能稳定。