[发明专利]一种高韧性折弯性能良好的TiC增强型马氏体耐磨钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高韧性折弯性能良好的TiC增强型马氏体耐磨钢板及其制造方法，元素含量：C：0.18～0.30％，Si：≤0.30％，Mn：0.60～1.20％，Ti:0.20～0.40％,Al：0.04～0.08％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，Cr：0.20～1.00％，Mo：0.10～0.60％，B：0.0010～0.0040％，Ca：0.001～0.005％，P：≤0.015％，S：≤0.003％，O：≤0.0015％，N：≤0.0030％，H：≤0.0002％，余量为Fe；且满足0.13≤C‑Ti/4≤0.25，由此形成TiC后马氏体基体硬度达到400～480HB；碳当量CEV：≤0.65％，机加工焊接性能可满足高耐磨性设备制造要求。工艺流程为：转炉或电炉炼钢‑LF精炼‑真空脱气‑Ca处理‑连铸‑加热‑热轧‑淬火‑低温回火。延伸率A₅₀≥8％；低温冲击韧性：‑40℃Akv≥20J，钢板的冷弯性能：d＝5a冷弯90°不开裂。耐磨性达到低合金马氏体耐磨钢NM450的1.4倍及以上。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种高韧性折弯性能良好的TiC增强型马氏体耐磨钢板及其生产方法。

背景技术

耐磨钢板广泛应用于工程机械、矿山采运、道路运输等行业要求强度高、耐磨性好的机械设备关键部件上，如挖掘机挖斗、刮板输送机中部槽、矿用自卸车车斗等等。耐磨钢的耐磨性一般由钢板硬度决定。目前市场上耐磨钢主要以低合金马氏体耐磨钢为主，采用提高C含量来提高硬度，从而增加耐磨性。但随着C含量和硬度的提高，钢板的切割性能、焊接性能势必产生恶化。如何在不提高硬度的前提下，提高钢板的耐磨性是当前耐磨行业急需解决的问题。

现有技术中，通过在马氏体基体中引入大量微米级TiC颗粒来增强钢板耐磨性。中国专利CN104357758B公开了一种TiC超硬粒子增强型马氏体耐磨钢板及其制造方法。该发明Ti含量高，0.40～0.80％；高的Ti含量会形成大量的微米级TiC析出物，耐磨性得到提高，但钢板的韧性和塑性变差。大量微米级TiC超硬颗粒在钢板应用折弯过程中会造成应力集中，加大折弯开裂的风险。该发明三个实例中最低碳含量为0.31％，最高碳含量为0.38％；高的C含量导致该发明实例碳当量最低为0.70，最高达到了0.83；同时该发明Si含量偏高0.30～0.60％；这大幅降低了钢板焊接性能，增加了焊接裂纹的产生。同时该发明添加了大量的贵金属Ni(0.40～0.60)和Cu(0.30～0.50)，也大大增加了钢板的合金成本。该发明对钢板应用过程中重要的折弯性能及低温冲击韧性未做研究。

中国专利CN105478702A采用上述专利CN104357758B相同的化学成分，申请了一种细化TiC粒子的连铸方法。通过高过热度浇铸20～40℃，950℃以上高温矫直，压缩比大于3等方法来解决TiC粒子的细化问题，从而提高韧性。但高过热度会带来连铸偏析严重的问题，也会加大连铸漏钢的风险，与近年来采用低过热度连铸的发展趋势不符；为避免脆性导致的矫直裂纹，采用950℃以上的矫直温度大大缩小了该钢种的工艺窗口，限制了批量产业化。

中国专利CN109207853B公开了一种热连轧-层流冷却-卷曲-开平-淬火-回火-矫直的高耐磨性马氏体耐磨钢生产工艺。热连轧需要独有的轧机，且只能生产薄板，限制了该钢种在大型工程机械设备上的推广；同时卷曲、开平、矫直大大增加了钢板的生产工序和成本。化学成分上，该发明C含量高达0.32-0.38％；Ti含量更是在0.60％以上；同时添加了0.02-0.03％的Nb，成本较高；高C和高Ti设计会产生大量的TiC粒子，对焊接、切割、冷弯等工程应用不利。另外，该发明为了溶解部分粗大的TiC颗粒，轧钢加热时采用1250-1300℃的高温度，这对生产组织及加热炉寿命不利，同时也会导致原始晶粒的粗大，对钢板韧性不利。