[发明专利]高强韧耐磨钢衬板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种强韧耐磨钢衬板及其制备方法。其中，所述高强韧耐磨钢衬板的原料包括：0.2wt％～0.4wt％的C、2.0wt％～3.0wt％的Si和Al总和、1.5wt％～2.5wt％的Mn、不高于0.015wt％的S、不高于0.010wt％的P、3.0wt％～4.0wt％的Cr和Ni总和、0.2wt％～0.5wt％的Mo、0.06wt％～0.15wt％V以及其余为Fe和冶炼时不可避免的杂质。由此，本申请的该高强韧耐磨钢衬板服役前的硬度为420～470HV，发生TRIP效应后表面硬度达到450～520HV，并且强度为1200～1400MPa，强塑积为18～23GPa·％，冲击韧性≥50J，从而将其作为大型半自磨机内部用衬板可以克服切削磨损和冲击磨损双重磨损，使其在高频、重载、高冲击工况下服役寿命大幅度提高，充分满足矿山机械对耐磨材料的使用要求，可将现有衬板服役寿命由3个月以下提高至5个月以上。

技术领域

本发明属于冶炼领域，具体涉及一种高强韧耐磨钢衬板及其制备方法。

背景技术

对于大型半自磨机来说，其内部存有大量的钢球、块状矿料和矿浆等，工况十分恶劣，因此为保护磨机筒体，在磨机内部布置有衬板。衬板的功能不仅要在具有腐蚀性的研磨工况下保护磨机筒体，还要通过衬板上凸起的波形或梯形提升条，将磨矿介质和矿料连续提升到一定高度，并使之发生抛落或泻落运动，使矿料得到有效粉磨。可见复杂的磨矿工况决定了衬板会不断地受到冲击和磨损。因此，磨机运转过程中衬板的主要失效形式为断裂、腐蚀、磨损。特别是随着衬板的磨损，衬板上的提升条形状也会发生明显改变，进而使磨机内部的能量传输特性发生变化，影响到破碎效率。因此，磨机运行过程中一旦衬板出现断裂和严重磨损情况，必须立即停机更换。磨机的停机会使整个选矿厂瘫痪，造成巨大经济损失。

高锰钢作为现阶段磨机衬板的主要钢种，在高的冲击载荷下具有优异的加工硬化能力，短时间内表面形成的加工硬化层可使耐磨损能力迅速提升，这也是高锰钢现阶段在冲击磨损工况下得到了广泛应用的主要原因。但在较低的冲击载荷下，高锰钢存在屈服强度和初始硬度偏低的问题，导致其耐磨损的能力相对偏低。同时，高锰钢的铸态组织主要以奥氏体和碳化物为主，具有良好的延伸率和塑性，磨机运转过程中受到冲击时极易发生塑性变形，进而破坏筒体，导致筒体失圆。此外，为了较好克服切削磨损，硬度较高的低合金钢类衬板也被广泛采用，但此类衬板在受到较高载荷冲击时易出现断裂和破碎等问题。

因此，现有的大型半自磨机内部衬板有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高强韧耐磨钢衬板及其制备方法，该高强韧耐磨钢衬板服役前的硬度为 420～470HV，发生TRIP效应后的表面硬度达到450～520HV，并且强度为1200～1400MPa，强塑积为18～23GPa·％，冲击韧性≥50J，从而将其作为大型半自磨机内部用衬板可以克服切削磨损和冲击磨损双重磨损，使其在高频、重载、高冲击工况下服役寿命大幅度提高，充分满足矿山机械对耐磨材料的使用要求。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种强韧耐磨钢衬板。根据本发明的实施例，所述高强韧耐磨钢衬板的原料包括：0.2wt％～0.4wt％的C、2.0wt％～3.0wt％的Si和Al总和、 1.5wt％～2.5wt％的Mn、不高于0.015wt％的S、不高于0.010wt％的P、3.0wt％～4.0wt％的 Cr和Ni总和、0.2wt％～0.5wt％的Mo、0.06wt％～0.15wt％V以及其余为Fe和冶炼时不可避免的杂质。

由此，本申请的该高强韧耐磨钢衬板服役前的硬度为420～470HV，发生TRIP效应后表面硬度达到450～520HV，并且强度为1200～1400MPa，强塑积为18～23GPa·％，冲击韧性≥50J，从而将其作为大型半自磨机内部用衬板可以克服切削磨损和冲击磨损双重磨损，使其在高频、重载、高冲击工况下服役寿命大幅度提高，充分满足矿山机械对耐磨材料的使用要求，可将现有衬板服役寿命由3个月以下提高至5个月以上。