[发明专利]一种HB460MPa级高强度高韧性抗火切裂纹耐磨钢及其生产方法

说明书

本发明涉及一种HB460MPa级高强度高韧性抗火切裂纹耐磨钢及其生产方法，所述钢材含有下述质量百分比含量的化学成分：C：0.15～0.24%、Si：0.20～0.50%、Mn：1.30～1.60%、P：≤0.015%、S：≤0.015%、Cr：0.30～0.65%、Mo：0.40～0.80%、Nb：0.03～0.06%、Ti：0.015～0.035%、B：0.001～0.005%、Als：0.010～0.040%，N≤0.0035%，其余为Fe和微量杂质元素；本发明合金添加量较少，合金成本低，属于资源节约型钢种，生产方法采用短流程制造工艺，避免了复杂热处理工艺带来的能源损耗，同时大幅缩短生产周期，节约了工序成本，解决了马氏体耐磨钢强度和塑性不匹配容易产生裂纹的难题，提高了耐磨钢使用安全性和高效性，具有很强的市场竞争力和广阔的应用前景，经济效益和社会效益明显。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，特别是一种HB460MPa级高强度高韧性抗火切裂纹耐磨钢及其生产方法。

背景技术

目前可使用的耐磨材料分为金属和金属化合物、陶瓷及其复合材料、塑料等三大类，其中金属耐磨材料仍居主导地位。我国每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上。金属材料的80％失效于磨损，因此解决磨损和延长机械设备及其部件的使用寿命成为工业界人士在设计、制造和使用各种机械设备所需要考虑的首要问题。

合金马氏体耐磨钢其组织主要由马氏体组成，采用Cr、Ni和Mo等元素合金化，然后通过淬火与低温回火热处理，获得回火马氏体组织。同奥氏体高锰钢相比，在中等冲击磨损条件下，马氏体耐磨钢具有更好的综合机械性能，但缺憾之处在于，随着硬度的增加易产生裂纹，降低了使用寿命和安全系数。因此，对现有的马氏体耐磨钢的成分重新进行设计，并对其生产工艺进行调整，以解决现有马氏体耐磨钢容易产生裂纹的问题，成为提高马氏体合金钢耐磨性和抗裂纹性能的关键。

发明内容

本发明就是针对目前马氏体耐磨钢的综合性能不高，材料随着硬度增加其抗裂纹性会显著降低，导致其使用寿命和安全系数大大降低的问题，提供一种HB460MPa级高强度高韧性抗火切裂纹耐磨钢及其生产方法。本发明制造成本低、工艺简单、综合性能优良，尤其解决了马氏体耐磨钢易产生裂纹的问题。

本发明的一种HB460MPa级高强度高韧性抗火切裂纹耐磨钢，所述钢材含有下述质量百分比含量的化学成分：C：0.15～0.24%、Si：0.20～0.50%、Mn：1.30～1.60%、P：≤0.015%、S：≤0.015%、Cr：0.30～0.65%、Mo：0.40～0.80%、Nb：0.03～0.06%、Ti：0.015～0.035%、B：0.001～0.005%、Als：0.010～0.040%，N≤0.0035%，其余为Fe和微量杂质元素。

本发明钢材的厚度规格为10～30mm，Rm≥1350MPa，延伸率A≥10%，-20℃Akv≥47J，HBW/10/3000：450～490，同时具有优良抗裂纹性能。

本发明的一种HB460MPa级高强度高韧性抗火切裂纹耐磨钢的生产方法，其主要生产工艺步骤如下：

（1）铸坯：转炉冶炼-LF炉精炼-RH真空处理，并连铸成200mm厚的连铸坯，中间包钢水过热度5~15℃，液渣层厚度9～14mm，铸坯拉速0.8~0.9m/min；

（2）铸坯加热：设置铸坯加热温度为1200～1220℃，保温时间3.5～4h，加热炉上加温度比下加温度高10～20℃；

（3）轧制工艺：第一阶段开轧温度1050℃～1120℃，第一阶段累积压下率≥65%，轧制速度5.5~7.2m/s，压下速度35~45mm/s，第二阶段开轧温度960℃～1020℃，道次压下率≥15%，最后道次轧制速度3.5m/s，终轧温度≥900℃；