[发明专利]一种铲刃用HB500级马氏体耐磨钢及其加工方法

说明书

本发明公开了一种HB500级马氏体耐磨钢，各组分及其所占质量百分比包括：C 0.30～0.40％、Si 0.25～0.50％、Mn 0.30～0.80％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr 0.65～1.15％、Mo 0.55～0.85％、Ti 0.12～0.20％、B 0.002～0.006％、Als 0.02～0.05％，其余为Fe和微量杂质元素。本发明采用C‑Si‑Mn‑Mo‑Cr合金体系和Ti‑B微合金化成分设计，达到抗滑动磨损的效果，使所得钢材表现出优异的力学性能；且涉及的合金添加量较少、合金成本低；同时采用短流程制造工艺，大幅度简化制备工序，具有显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于机械工程用耐磨钢制造领域，具体涉及一种铲刃用HB500级马氏体耐磨钢及其加工方法。

背景技术

耐磨钢主要用在推土机、装载机、挖掘机、自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。由于不同部件工作环境不同，磨损条件和磨损机理也不尽相同，如挖掘机抓斗(铲斗)铲刃，主要受到滑动磨损。然而，普通耐磨钢没有根据这一磨损条件针对性提高滑动磨损条件下的耐磨性能，导致铲斗刃口磨损严重，维修和更换频繁，使用成本高且影响生产。

如CN1865481A发明了一种贝氏体耐磨钢板制备工艺，其化学成分及含量(wt％)为：C为0.18-0.40，Si为0.4-1.2，Mn为1.5-2.5，Mo≤0.8，Cr≤1.0，S＜0.05，P＜0.05，变质剂为0.05-0.2，余量为铁和多余的微量杂质。通过设计合理的成分和多元微合金化处理，用电炉或转炉进行熔炼，轧制工艺为：初轧温度为1050-1150℃，终轧温度为840-920℃，轧后空冷或堆冷。通过轧制变形可以得到金相组织均匀、耐磨性能良好并具有良好可焊性的轧制态空冷贝氏体钢板，大幅提高刃口板的使用寿命，降低使用成本。钢板机械性能为：硬度(HRC)为43，抗拉强度为1250MPa，延伸率10％，用于制作矿山井下铲运机刃口板，寿命比16Mn提高100％。然而，该专利主要获得贝氏体组织，基体硬度不够高，难以提高铲刃在使用过程中产生的滑动磨损。

发明内容

本发明的主要目的在于针对目前国内用于制造铲刃等耐磨部件的耐磨钢抗滑动磨损能力不足等问题，提供一种HB500级马氏体耐磨钢，通过成分设计和工艺改进，有效提高耐磨钢基体组织的硬度，并通过细晶强化和沉淀强化作用，达到抗滑动磨损的效果；且涉及的制造成本低、工艺简单，适合推广应用。

为实现上述方案，本发明采用的技术方案为：

一种HB500级马氏体耐磨钢，各组分及其所占质量百分比包括：C 0.30～0.40％、Si 0.25～0.50％、Mn 0.30～0.80％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr 0.65～1.15％、Mo 0.55～0.85％、Ti 0.12～0.20％、B 0.002～0.006％、Als 0.02～0.05％，其余为Fe和微量杂质元素。

优选的，所述HB500级马氏体耐磨钢中，各组分及其所占质量百分比包括：C 0.35～0.38％、Si 0.3～0.45％、Mn 0.5～0.80％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr 0.8～1.15％、Mo 0.55～0.85％、Ti 0.15～0.18％、B 0.002～0.006％、Als 0.02～0.05％，其余为Fe和微量杂质元素。

上述一种HB500级马氏体耐磨钢的制备方法，包括冶炼、控轧控冷和回火热处理工艺；其中控轧控冷采用两阶段控制轧制工艺。

上述方案中，所述两阶段控制轧制工艺步骤包括：第一阶段轧制温度≥1050℃，累积压下率为70～80％，第二阶段开制温度≤960℃，道次压下率≥10％，终轧温度≥800℃；开冷温度700～750℃，冷却速率为20～25℃/s。

上述方案中，所述回火温度为200～250℃，回火时间为：板厚mm×2min/mm+20min。

本发明的原理为：