[发明专利]一种低残余应力中厚规格耐磨钢板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低残余应力中厚规格耐磨钢板及其制备方法，所述耐磨钢板由以下重量百分比组成的组分制备而成：C：0.15～0.23％、Si：0.25～0.45％、Mn：0.60～1.30％、P≤0.016％、S≤0.002％、Ti：0.010～0.025％、Ni：0.05～0.20％、Cr：0.30～0.50％、Mo：0.10～0.20％、B：0.0010～0.0025、As：0.005～0.010％、N：0.001～0.0035％，Cr+B含量应满足0.159C+0.235Mn+7.282Ti+0.249Ni≤Cr+B≤0.51C+0.371Mn+8.147Ti+0.401Ni，其余为Fe和不可避免的夹杂。其制备工艺包括冶炼、连铸、板坯加热、轧制、冷却以及淬火+矫直短流程热处理工序。本发明可解决耐磨钢板在加工使用过程中因残余应力释放而产生的变形，改善耐磨钢板的力学性能指标及板形质量稳定性，同时不经过正火或回火等常规热处理。

技术领域

本发明属于金属材料热处理工艺领域，具体设计一种低残余应力中厚规格耐磨钢板及其淬火矫直制备方法。

背景技术

耐磨钢属于工程机械用钢范围，广泛应用于冶金、采矿、建材、铁路和军事等诸多领域。随着冷却设备的改良和在线淬火技术的成熟，国内生产企业多采用在线淬火+离线回火工艺生产耐磨钢。淬火机通过高压段水量与水压的最佳配合喷射到钢板表面，带走大量的热量，以高于临界冷却速度的冷速将完全奥氏体化的钢板冷却到马氏体相变温度以下；低压段则进一步带走从钢板心部传导到表面的热量，防止余温回火，进而得到理想的微观组织与性能。但在高压段急速冷却过程中极易在钢板内部产生大量的残余应力，使得钢板在淬火后出现弯曲和翘曲变形，严重影响了生产使用。

在本发明之前，鞍钢股份有限公司申请的“一种钢板淬火板形控制方法”专利(申请号201210558638.8)，该钢的轧制凸度控制在≤0.15mm，淬火工艺采用三段式分布，将淬火速度控制在53-55m/min，合理控制各组喷嘴水量，从而将钢板的最大不平度控制在4-6mm之间。但该发明适用的钢板厚度为5-7mm，且淬火时对各组喷嘴水量的要求比较精确。

武汉钢铁(集团)公司申请的“一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法”专利(申请号201510923010.7)，该发明不仅能满足钢板达到在线淬火的效果，降低能耗成本，通过控制钢板的返红温度≤200℃，使淬火后的钢板能够完全转变成马氏体，同时又使钢板内部残余应力降至最低，钢板板形优良，钢板最大不平度≤10mm/m。该发明中所述钢板厚度为10-16mm，淬火时需要大水量冷却。

南京钢铁股份有限公司申请的“一种水电用宽厚板的在线淬火及板形控制工艺”专利(申请号201610700495.8)，该工艺以“正向喷射+正向喷射+反向喷射”为单元进行射流冷却在线淬火，实现冷却水与钢板最大的换热效率，并得到良好的冷却板形，在生产流程简化、生产成本降低的同时，节省了热处理生产线资源，缩短供货周期。但该工艺使用260-265mm厚的坯料，生产成品厚度为34-56mm的宽厚板。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低残余应力中厚规格高强度工程机械用耐磨钢及其淬火矫直工艺，该工艺利用淬火后的余温直接进行矫直，通过控制每道次的压下量，降低淬火时产生的组织应力和残余应力，确保钢板板形和性能都合格。可将钢板的最大不平度控制在6mm以内，极大减少淬火后钢板的瓢曲及浪形缺陷，提高钢板的表面质量合格率。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：