[发明专利]一种高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板及制造方法

说明书

本发明属于合金钢技术领域，具体涉及一种高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板及制造方法。按照质量百分比计，所述耐磨钢板含有如下合金成分：C：0.20‑0.40；Mn：3.00‑6.00；Si：0.05‑0.60；Mo：0.20‑0.60；Ti：0.40‑0.80；Al：0.02‑0.07；S≤0.002；P≤0.01；余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中，所述高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板中含有体积分数为10‑35％的残余奥氏体和体积分数为0.5‑2.0％的超硬(Ti,Mo)_xC粒子。通过向传统马氏体耐磨钢中引入一定体积分数的残余奥氏体(10‑35％)，在韧性较小时可提高韧性的同时还可以增加耐磨性；通过在基体中形成超硬(Ti,Mo)_xC粒子，可增加钢板成品的耐磨性，有效阻止磨料压入钢板基体或者阻止磨料在钢板基体表面滑动、钝化磨粒尖角，使钢板的耐磨性为同硬度低合金马氏体耐磨钢的1.8倍以上。

技术领域

本发明属于合金钢技术领域，具体涉及一种高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板及制造方法。

背景技术

在冶金、建筑等工业行业中，物料搅拌和运输都需要使用大量的耐磨钢，部分工件形状复杂，制备过程需要经过弯曲成型。传统低合金耐磨钢的组织通常选用单相马氏体，其耐磨性能与马氏体基体的硬度直接相关，提高其耐磨性的主要方法是提高碳含量和马氏体的硬度，据此开发出NM360-NM600全系列低合金耐磨钢。然而，随着钢中碳含量和硬度的增加，钢的加工性和焊接性将严重恶化，难以满足装备制造的相关要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板及制造方法，用以解决现有高硬度耐磨钢的耐磨性、焊接性能和加工性能差，难以满足装备制造相关要求的难题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一方面，本发明提供一种高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板，按照质量百分比计，其含有如下合金成分：C：0.20-0.40；Mn：3.00-6.00； Si：0.05-0.60；Mo：0.20-0.60；Ti：0.40-0.80；Al：0.02-0.07；S≤0.002； P≤0.01；余量为Fe和不可避免的杂质元素；

其中，所述高耐磨性马氏体/奥氏体双相耐磨钢板中含有体积分数为 10-35％的残余奥氏体(亚稳奥氏体)和体积分数为0.5-2.0％的超硬(Ti,Mo)xC粒子。

根据本发明较佳实施例，其中，C含量和Ti含量满足： C*(1±5％)＝0.14+Ti/4。

根据本发明较佳实施例，其中，所述超硬(Ti,Mo)xC粒子的硬度为 3100-3300HV，粒子表面平均尺寸为0.6-1μm²。超硬(Ti,Mo)xC粒子可有效增加钢板成品的耐磨性，使最终钢板成品的耐磨性是同硬度低合金马氏体耐磨钢的1.8倍以上。

根据本发明较佳实施例，按照质量百分比计，所述钢板还含有选自下述化学成分中的一种或两种：Nb：0.005-0.05％、V：0.005-0.05％、Ni： 0.20-1.50％。

本发明各元素的作用及对钢板耐磨性能的影响如下：

碳：碳元素具有强烈的固溶强化作用显著提高马氏体的强度和硬度，奥氏体稳定元素提高残余奥氏体的稳定性，适当含量的碳与钛结合形成第二相(Ti,Mo)xC粒子，可以显著提高耐磨性。本发明钢控制碳含量为 0.20-0.40wt.％，碳含量低于0.20wt.％时，难以形成足够体积分数的第二相粒子，同时残余奥氏体稳定性降低，难以获得较大体积分数的残余奥氏体；碳含量高于0.40wt.％，则钢的塑韧性、加工性和焊接性恶化。本发明碳的含量应控制在0.20-0.40wt.％。