一种可用于高温工况的耐磨钢板及其制备方法与流程

本发明涉及钢铁生产，特别是涉及一种可用于高温工况的耐磨钢板及其制备方法。

背景技术：

1、耐磨钢作为一种重要的耐磨材料，因其综合性能好、生产成本相对较低等特点，被广泛应用于工程机械、矿山机械等设备的生产制造。随着科学技术的不断发展，机械零部件的服役工况越来越恶劣，普通耐磨钢在300℃以上工作温度下，硬度损失较为严重，耐磨性急剧下降，从而使得其制造装备的寿命明显降低。

2、目前使用常规耐磨钢，其性能指标主要以保证强度、硬度和韧性为主，该类钢板主要以马氏体为基体组织，生产工艺一般采用淬火+200℃左右低温回火。如cn201610540258.x“一种低合金高强度耐磨钢板及其生产方法”，该方法添加ni、cr、mo淬透性元素以及nb、v、ti细晶元素，轧制钢板通过925±10℃淬火和230±5℃回火，获得布氏硬度值为470～510hbw，-20℃纵向冲击功≥35j的耐磨钢。而应用于高温磨损部件制造的钢铁材料主要是高铬、高钨和高钒合金，部分专利还添加了稀有元素及稀土等，通过铸造的方式制备，不但成本极高，而且脆性矢量大，不利于耐磨易耗件的大范围推广和使用。如发明专利cn1335417公开了一种高温磨损合金钢及其生产方法，它添加了较多的铬、钼、钒和稀土元素；发明专利cn1908219公开了一种耐高温抗磨抗氧化合金钢及制备方法，它不但添加了较多的铬、镍和钼元素，还添加了一定量的钨和钴元素。

3、上述专利所涉及常规耐磨钢的生产方法主要为提高硬度和低温冲击韧性，回火温度一般在200℃左右，使用环境温度多为常温条件，对硬度不会产生影响。在使用环境温度超过300℃时，硬度下降较为明显，耐磨部件磨损加快，严重影响使用寿命。而针对高温工况使用的耐磨合金钢主要为高铬、高钨和高钒合金，大量的贵重元素的添加，不但消耗了大量的资源，增加了生产制造成本，而且在耐高温磨损性能上也存在一定的局限性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种可用于高温工况的耐磨钢板及其制备方法。

2、为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种可用于高温工况的耐磨钢板，其化学成分及质量百分比如下：c≤0.25%，si≤0.70%，mn≤1.60%，p≤0.025%，s≤0.010%，ni≤1.50%，cr≤1.40%，mo≤1.50%，稀土+nb≤0.1％，余量为fe和不可避免的杂质。

4、本发明还提供了一种可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，包括：

5、电炉冶炼：依次加入钼、镍、铌、铬、锰、硅、稀土硅，冶炼出炉温度为1600-1620℃，得到钢液；

6、浇注：进行钢液浇注，得到板坯；

7、轧制：对板坯进行加热，均热后进行再结晶区轧制和未再结晶区轧制；

8、热处理：对板坯进行淬火处理，并在淬火之后进行回火处理。

9、作为本发明所述可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法的一种优选方案，其中：所述轧制工艺中板坯的加热温度为790~950℃。

10、作为本发明所述可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法的一种优选方案，其中：所述轧制工艺中均热时间为30~50min。

11、作为本发明所述可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法的一种优选方案，其中：所述轧制工艺中再结晶区轧制的终轧温度为1000~1100℃，未再结晶区轧制的终轧温度为790~950℃。

12、作为本发明所述可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法的一种优选方案，其中：所述淬火工艺中，淬火温度为ac3+（20-50）℃。

13、作为本发明所述可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法的一种优选方案，其中：所述淬火工艺中，当板坯厚度≤20mm时，加热时间为板厚+30min；当厚度＞20mm时，加热时间为2.5倍板厚。

14、作为本发明所述可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法的一种优选方案，其中：所述回火处理的温度为400~550℃。

15、本发明的有益效果是：

16、（1）本发明设计加入一定量的cr、mo合金，加热过程保证合金元素尽可能的固溶，加热温度控制在1200-1250℃，同时在轧制过程中利用nb的碳化物的钉扎作用细化晶粒。

17、（2）本发明在进行热处理工艺时，根据钢的化学成分，计算出ac3温度，在保证合金固溶的前提下，控制加热温度，防止晶粒异常长大。同时，常规耐磨钢一般采用低温回火消除应力，随着回火温度的升高，马氏体板条发生回复，板条合并消失，位错密度降低，强度和硬度逐渐降低。为了确保钢在使用过程中硬度不发生明显降低，其回火温度必须高于使用环境温度，本发明设计的回火温度为400-550℃。

18、（3）本发明生产的可用于高温工况的耐磨钢板，可达到以下各项性能指标：抗拉强度≥1100mpa，表面硬度：370-430hbw，-40℃冲击功≥45j，在300℃、400℃、500℃和600℃，高温屈服强度≥600mpa,高温硬度≥300hbw。

技术特征：

1.一种可用于高温工况的耐磨钢板，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：c≤0.25%，si≤0.70%，mn≤1.60%，p≤0.025%，s≤0.010%，ni≤1.50%，cr≤1.40%，mo≤1.50%，稀土+nb≤0.1％，余量为fe和不可避免的杂质。

2.一种基于权利要求1所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：包括：

3.根据权利要求2所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述轧制工艺中板坯的加热温度为790~950℃。

4.根据权利要求2所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述轧制工艺中均热时间为30~50min。

5.根据权利要求2所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述轧制工艺中再结晶区轧制的终轧温度为1000~1100℃，未再结晶区轧制的终轧温度为790~950℃。

6.根据权利要求2所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述淬火工艺中，淬火温度为ac3+（20-50）℃。

7.根据权利要求2所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述淬火工艺中，当板坯厚度≤20mm时，加热时间为板厚+30min；当厚度＞20mm时，加热时间为2.5倍板厚。

8.根据权利要求2所述的可用于高温工况的耐磨钢板的制备方法，其特征在于：所述回火处理的温度为400~550℃。

技术总结本发明公开了一种可用于高温工况的耐磨钢板及其制备方法，涉及钢铁生产技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C≤0.25%，Si≤0.70%，Mn≤1.60%，P≤0.025%，S≤0.010%，Ni≤1.50%，Cr≤1.40%，Mo≤1.50%，稀土+Nb≤0.1％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明生产的可用于高温工况的耐磨钢板，可达到以下各项性能指标：抗拉强度≥1100MPa，表面硬度：370‑430HBW，‑40℃冲击功≥45J，在300℃、400℃、500℃和600℃，高温屈服强度≥600MPa,高温硬度≥300HBW。技术研发人员：陈刚,姜在伟,靳建锋,闫强军,王新,黄彪凯,葛昕,雷晓荣,董汪越受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21