一种大厚度高强高韧性NM400钢板及生产方法技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大厚度高强高韧性NM400钢板及生产方
法。
背景技术
NM400钢板具有较高的强度和硬度，广泛应用于矿山、煤矿、冶金等工程机械主要
耐磨工件加工和生产中。此类钢板不仅要具有较高强度及硬度，而且还要有一定韧性和良
好的焊接性能，目前我国生产的NM400钢板同国外企业日本JFE、瑞典SSAB等同类产品在产
品性能均匀性和低温韧性等方面还存在交大差距。为提高钢板的性能，通常在成分设计上
提高合金含量，这样不仅增加了成本，同时又损害了材料的焊接性能。
伴随着工程机械向大型化的发展，同时为最大限度保证钢板的寿命，对耐磨钢的
厚度、尤其是对-40℃低温冲击性能提出了更高要求。目前我国生产的NM400耐磨钢主要集
中在厚度8mm-80mm之间，而我国2009年制定的国家标准GB/T24186-2009，对此钢种只要求-
20℃纵向冲击，舞阳钢铁有限责任公司在2011年成功开发出了60mm厚度WNM400E，其-40℃
纵向冲击功可达到50-120J,目前，该上述钢种的性能已经不能满足下游客户的需求，因此，
本行业亟待开发一种大厚度高强度高韧性的耐磨钢板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大厚度高强高韧性NM400钢板及生产方法，
该NM400钢板最大厚度达110mm、强韧性优良、低温冲击韧性良好、同板硬度均匀。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种大厚度高强高韧性NM400钢
板，所述钢板由以下重量百分含量的化学组分组成：C：0.17-0.20%，Si：0.25-0.45%，Mn：
1.20-1.40%，P≤0.012%，S≤0.005%，Cr：0.40-0.60%，Mo：0.40-0.50%，Ni：0.80-1.00%，Al：
0.020-0.050%，B：0.001-0.002%，Ti：0.010-0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板最大厚度为110mm。
本发明所述钢板屈服强度≥950MPa，抗拉强度≥1200MPa，延伸率A50%≥10%；-40℃
纵向冲击功20焦耳。
本发明所述钢板表面布氏硬度为360-440HB。
本发明还提供一种上述的大厚度高强高韧性NM400钢板的生产方法，所述生产方
法包括冶炼连铸工序、加热、轧制工序和热处理工序；所述冶炼连铸工序所得连铸坯由以下
重量百分含量的组分组成：C：0.17-0.20%，Si：0.25-0.45%，Mn：1.20-1.40%，P≤0.012%，S≤
0.005%，Cr：0.40-0.60%，Mo：0.40-0.50%，Ni：0.80-1.00%，Al：0.020-0.050%，B：0.001-
0.002%，Ti：0.010-0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述加热工序，加热温度≤1240℃，确保钢坯烧透，均热温度1220-1240℃，
均热段保温≥50min，总加热时间≥10min/cm。此处cm指是铸坯的厚度。
本发明所述轧制工序采用控轧轧制，第一阶段开轧温度1050-1150℃，晾钢厚度为
钢板厚度+50mm；第二阶段开轧温度≤950℃，轧后入水控冷，返红温度650-750℃。
本发明所述热处理工序采用淬火+低温回火工艺，淬火介质为水。
本发明所述热处理工序中，淬火温度为910±10℃；回火温度为200±10℃，保温时
间为(4.0～4.5)×t分钟，t为钢板毫米厚度；保温后空冷制得大厚度高强高韧性NM400钢
板。
本发明所述轧制工序，轧后堆垛缓冷，堆垛时间48小时以上。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：1、本发明采用低C和低合金成分的设计
思路，通过加入适量微合元素金铌、钛，并结合控轧控冷工艺，细化晶粒，以获取均匀细小的
组织结构，从而进一步提高钢板的低温冲击性能。2、本发明得到的钢板最大厚度为110mm，
屈服强度≥950MPa，抗拉强度≥1200MPa，延伸率A50%≥10%；-40℃纵向冲击功≥20J，钢板表
面布氏硬度360-440HB。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本钢板的厚度为110mm，由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.17%，Si：0.35%，Mn：
1.25%，P：0.012%，S：0.002%，Cr：0.45%，Mo：0.43%，Ni：0.84%，Al：0.030%，B：0.0012%，Ti：
0.013%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序
步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过
真空处理；之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为330mm的连铸坯；
（2）加热工序: 加热温度1235℃，均热温度1225℃，均热段保温55min，总加热时间385
分钟；
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度1055℃，
第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，晾钢厚度为160mm，开轧温度为910℃，轧后入水冷却，返
红温度710℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间52小时；
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火
温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为205℃，保温时间为450min，出炉空冷。
钢板的力学性能为：Rp0.2：1020MPa、Rm：1320MPa、A50：13.0%、-40℃时纵向Akv 65J、
表面硬度394HB。
实施例2
本钢板的厚度为110mm，由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.18%，Si：0.35%，Mn：
1.32%，P：0.010%，S：0.002%，Cr：0.52%，Mo：0.45%，Ni：0.90%， Al：0.039%，B：0.0016%，Ti：
0.019%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本调质高强钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热轧制工序、热处理工序，各工
序步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过
真空处理；之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为330mm的连铸坯；
（2）加热工序: 加热温度1240℃，均热温度1230℃均热段保温65min，总加热时间370分
钟；
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度1100℃，
第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，晾钢厚度为160mm，开轧温度为890℃，轧后入水冷却，返
红温度690℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间50小时；
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火
温度为910℃，淬火介质为水；回火温度为210℃，保温时间为480min，出炉空冷；
钢板的力学性能为Rp0.2：1100MPa、Rm：1380MPa、A50：11.5%、-40℃时横向Akv 47J、表面
硬度420HB。
实施例3
本钢板的厚度为110mm，由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.20%，Si：0.25%，Mn：
1.20%，P：0.002%，S：0.005%，Cr：0.60%，Mo：0.40%，Ni：1.00%，Al：0.050%，B：0.0010%，Ti：
0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序
步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过
真空处理；之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为330mm的连铸坯；
（2）加热工序: 加热温度1225℃，均热温度1220℃，均热段保温50min，总加热时间330
分钟；
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度1050℃，
第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，晾钢厚度为160mm，开轧温度为900℃，轧后入水冷却，返
红温度650℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间48小时；
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火
温度为920℃，淬火介质为水；回火温度为200℃，保温时间为440min，出炉空冷。
钢板的力学性能为：Rp0.2：1000MPa、Rm：1250MPa、A50：12.0%、-40℃时纵向Akv 54J、
表面硬度404HB。
实施例4
本钢板的厚度为100mm，由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.18%，Si：0.45%，Mn：
1.40%，P：0.005%，S：0.003%，Cr：0.40%，Mo：0.50%，Ni：0.80%，Al：0.020%，B：0.002%，Ti：
0.030%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本钢板的生产方法包含冶炼连铸工序、加热工序、轧制工序、热处理工序，各工序
步骤如下：
（1）冶炼连铸工序：采用电弧炉或转炉方式冶炼，然后送入LF精炼炉内进行精炼并经过
真空处理；之后经过连铸操作铸出坯料，得到厚度为300mm的连铸坯；
（2）加热工序: 加热温度1230℃，均热温度1240℃，均热段保温60min，总加热时间330
分钟；
（3）轧制工序：采用二阶段控轧工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度1150℃，
第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，晾钢厚度为150mm，开轧温度为950℃，轧后入水冷却，返
红温度750℃。轧后堆垛缓冷，堆垛时间52小时；
（4）热处理工序：钢板经过淬火和低温回火处理，制得所述的调质高强钢板；其中，淬火
温度为900℃，淬火介质为水；回火温度为190℃，保温时间为450min，出炉空冷。
钢板的力学性能为：Rp0.2：1080MPa、Rm：1390MPa、A50：11.0%、-40℃时纵向Akv 69J、
表面硬度435HB。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发
明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等
同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权
利要求范围当中。