一种600HB级耐磨钢板及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104264072 A (43)申请公布日 2015.01.07 CN 104264072 A (21)申请号 201410562198.2 (22)申请日 2014.10.21 C22C 38/58(2006.01) C22C 38/50(2006.01) C22C 38/38(2006.01) C22C 38/28(2006.01) C22C 33/04(2006.01) C21D 8/00(2006.01) (71)申请人山东钢铁股份有限公司地址 271104 山东省莱芜市钢城区府前大街 99 号 (72)发明人赵培林杜显彬王建军王航民方金林杨旭。

2、李春传郭秀辉杜传治王金秀张明金于明杰刘莱萌路峰 (74)专利代理机构北京方安思达知识产权代理有限公司 11472 代理人王宇杨杨青 (54) 发明名称一种 600HB 级耐磨钢板及其制备方法 (57) 摘要本发明公开了一种 600HB 级耐磨钢板，其化学成分按重量百分比为： C:0.33 0.40 ； Si:0.80 1.20； Mn:1.5 2.0； P 0.02； S 0.015 ； Cr:0.5 1.0 ； Mo:0.2 0.5 ； Ti:0.1 0.2 ； V:0.06 0.12 ； Nb:0 0.07 ； Ni:0 0.5 ； Al ： 0 0.1 。

3、； N: 0.005； O: 0.003；其余为铁和不可避免杂质。本发明生产的 600HB 级耐磨钢板布氏硬度大于 600HBW，具有优异的耐磨性能； -20夏比纵向冲击功大于 40J，冲击韧性良好，满足工程机械用钢的要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 6 页附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页 (10)申请公布号 CN 104264072 A CN 104264072 A 1/1 页 2 1. 一种 600HB 级耐磨钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比为： C:0。

4、.33 0.40； Si:0.80 1.20； Mn:1.5 2.0； P 0.02； S 0.015； Cr:0.5 1.0； Mo:0.2 0.5 ； Ti:0.1 0.2 ； V:0.06 0.12 ； Nb:0 0.07 ； Ni:0 0.5 ； Al ： 0 0.1 ； N: 0.005 ； O: 0.003 ；其余为铁和不可避免杂质。 2. 一种 600HB 级耐磨钢板的制备方法，所述方法包括转炉冶炼炉外精炼连铸加热轧制加速冷却淬火回火；其中，加热：加热温度控制在 1200 1250，采用缓慢升温法；轧制：粗轧开轧温度 1060 1150，终轧温度 94。

5、0 980 ；精轧累计压下率大于 65，最后三道次压下率大于 12，开轧温度 860 900，终轧温度 840 860 ；加速冷却：轧后 ACC 冷却选择强冷工艺，开冷温度 820 840，冷却至 580 630空冷，冷却速度 5 20 /S ；淬火：淬火温度 Ac3+70，出炉后水冷；回火：回火温度小于 250，出炉后缓冷。 3. 根据权利要求 2 所述的制备方法，其特征在于，所述淬火温度为 860 920。 4. 根据权利要求 2 所述的制备方法，其特征在于，所述空冷采用堆垛或冷床冷却。权利要求书 CN 104264072 A 2 。

6、1/6 页 3 一种 600HB 级耐磨钢板及其制备方法技术领域 0001 本发明属于热轧高强钢生产技术领域，具体地，本发明涉及一种硬度达到 600HB(HBW) 级耐磨钢板及其制备方法。背景技术 0002 目前工程机械用钢中，对耐磨性要求较高的钢材的使用量占据较大比例，使用要求和条件非常苛刻。主要应用于工程、冶金、采矿、建筑、农业、水泥生产、港口以及电力等高附加值机械产品上，具体如推土机、装载机、挖掘机、自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等，能够起到减少设备的磨损量，延长其使用寿命的效果。 0003 材料的耐磨性主要取决于其整。

7、体硬度以及内部弥散分布的一定数量和尺寸的硬质相；部分构件也对于韧性也有一定的要求。耐磨钢的硬度越高，其碳和合金含量越高，则韧性和焊接性能越差。同时弯曲性能、成型性能等使用性能也较差，这就限制了高硬度耐磨钢在工程上的广泛应用。 0004 现有耐磨钢一般分为两类，一种为高碳高合金耐磨钢，如中国专利 CN102703819B 中涉及到碳含量0.6wt.以上，降低耐磨钢的韧性和塑性。另外，日本专利CN1098370中提到铬含量在 8 35wt.之间，中国专利 CN102703827B 中锰含量高达 7wt.以上，上述专利具有很高的合金含量。大量的碳和高合金含量会严。

8、重恶化耐磨钢的焊接和加工性能。另外一种是通过添加种类繁多的合金元素，尽管可以得到优良的机械性能，但影响其焊接和成形性能。如欧洲公开号 EP1563104 的专利公开了一种耐磨钢板，其化学成分为 C ： 0.35 0.8， Si ： 0 2.0， Mn ： 0 2.5， S ： 0.15， Cr ： 0 5， Mo ： 0 0.05， Ni ： 0 5， Cu ： 0 1.5， B ： 0 0.02， Al ： 0 2， Ti ： 0 1.1， N 0.03， W ： 0 1， Zr ： 0 4，该耐磨钢成分范围较宽，合金成分较复杂。法国申请的专利号为 FR2847272 的专。

9、利公开了一种耐磨钢，其化学成分为 C ： 0.24 0.35， Si ： 0 2， Mn ： 0 2.5， S ： 0.15， Cr ： 0 5， Mo ： 0 1， Ni ： 0 5， Cu ： 0 1.5， B ： 0 0.02， Al ： 0 2， Ti ： 01.1， N0.03， W ： 02， Zr ： 02.2，该耐磨钢的碳含量相对较低，但是合金成分较复杂。中国专利 CN102199737B 涉及到一种 600HB 耐磨钢，其成分重量百分比为： C ： 0.41 0.50wt.、 Si ： 0.10 0.60wt.、 Mn ： 0.20 1.20wt.、 P 0.0。

10、50wt.、 S 0.030wt.、 Cr ： 0.01 1.50wt.、 Mo ： 0.01 1.00wt.、 Ni ： 0.01 1.50wt.、 Ti ： 0.001 0.10wt. 、 Al ： 0.001 0.10wt. 、 RE ： 0.001 0.10wt. 、 W ： 0.01 1.00wt.、 B ： 0.0005 0.0040wt.， Ca ： 0.001 0.010wt.，其余为 Fe 和不可避免的杂质。本发明尽管硬度达到 600HB 级，但是 C 含量较高不利于塑韧性及焊接性能，合金成分较多，较多的 Mo 元素明显提高成本， Al 元素增加了现场工业化量产的。

11、难度；上述专利成分设计限制了耐磨钢在工业化量产以及推广应用。 0005 因此，设计适合工业化量产的化学成分，增加耐磨性高的合金元素含量，获取各项性能优异、适用性佳的低合金耐磨钢是发展的趋势。随着社会和经济的发展，钢铁工业所面临的低碳经济发展，以节省资源、节约能源、保护环境为主要目标。这是耐磨钢发展的重要说明书 CN 104264072 A 3 2/6 页 4 趋势。据此，本发明涉及一种高耐磨性热轧钢板，具有良好的韧性和焊接性能。发明内容 0006 本发明的目的在于，提供一种600HB级耐磨钢板，该钢板采用中C含量微合金化思路，添加适量的Ti、 V。

12、等具有沉淀强化作用的合金元素，利用大量析出的TiC粒子，在相同硬度情况下能够增加硬质相含量以大幅度提高耐磨性。 0007 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 0008 一种 600HB 级耐磨钢板，其化学成分按重量百分比为： C:0.33 0.40 ； Si:0.80 1.20； Mn:1.5 2.0； P 0.02； S 0.015； Cr:0.5 1.0； Mo:0.2 0.5； Ti:0.1 0.2； V:0.06 0.12； Nb:0 0.07； Ni:0 0.5； Al ： 0 0.1； N: 0.005 ； O: 0.003 ；其余为铁和不可避免杂质。 000。

13、9 在本发明所涉及的 600HB 级耐磨钢板的化学成分中元素的作用： 0010 碳：耐磨钢中实现相变强化的重要元素，可以显著提高钢的强度和硬度，实现较高的耐磨性。但是，过高含量的碳弱化钢的韧性和焊接性能。因此，选择碳含量控制在0.33 0.40范围内。 0011 硅：在钢中的作用主要是固溶强化。较高含量的 Si 能够提高钢的淬透性，一般钢中加 Si 有利于提高钢的强度和韧性。另外， Si 可以增加降低氢扩散速度的奥氏体数量，并使钢可以在更高温度下回火。采用硅合金化形成无碳化物贝氏体既可以降低钢中的位错密度，又可以利用无碳化物贝氏体中的残余奥氏体膜降低氢原子。

14、在钢中的扩散速度，从而改善超高强度钢的耐延迟断裂性能。因此，本发明将 Si 含量限制为 0.8 1.2。 0012 锰：在钢中的作用是固溶强化和提高淬透性，但是 Mn 的偏析倾向较高，锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。因此 Mn 含量控制在 1.5 2.0。 0013 铬：铬可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。铬在钢中可以形成 (Fe， Cr)3C、 (Fe， Cr)7C3和 (Fe， Cr)23C7等多种碳化物，提高强度和硬度。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢。

15、的回火稳定性。铬含量控制在 0.5 1.0范围内。 0014 钼：可以提高淬透性，细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼是减小回火脆性的元素，可以提高回火稳定。含量控制在 0.2 0.5范围内。 0015 镍：可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。镍在 0 0.50范围内，能与铁以任何比例互溶，通过细化铁素体晶粒改善钢的低温韧性，并具有明显降低冷脆转变温度的作用。对于高级别且高低温韧性的耐磨钢，镍是十分有益的添加元素。但含量过高易导致钢板表面氧化皮难以脱落，且成本显著增加，。

16、因此需控制其含量。含量控制在 0 0.5范围内。 0016 钛：是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的 TiC 颗粒，一方面具有沉淀强化作用，提高强度；另外析出的细小弥散分布的 TiC 粒子可以作为硬质相，明显提高钢的耐磨性。TiC 颗粒细小，分布在晶界。过高的 Ti 会生成大量的 TiN 粒子，不利于韧塑性提高，因此，控制在 0.1 0.2范围内。 0017 铝：含量控制在 0 0.10wt.范围内。铝和钢中氮能形成细小难溶的 AlN 颗粒，说明书 CN 104264072 A 4 3/6 页 5 细化显微组织。铝不仅是脱氧剂，还有促进亚稳定奥氏体。

17、形成的作用。铝能抑制和延缓过冷奥氏体的碳化物分解，提高韧性。 0018 磷与硫：在耐磨钢中，硫与磷均为有害元素，它们的含量要严格控制，本发明所涉及钢种中磷含量小于 0.02wt.，硫含量小于 0.01wt.。 0019 总之，本发明所涉及的钢种通过元素种类及含量的科学设计，在添加少量合金元素基础上实现了高强、高硬和良好的塑性、韧性的匹配，提高了钢的耐磨性。 0020 本发明的另一个目的在于，提供一种 600HB 级耐磨钢板的制备方法，所述方法包括转炉冶炼炉外精炼连铸加热轧制加速冷却淬火回火； 0021 其中， 0022 加热：加热温度控制在 1200 。

18、1250 ；采用缓慢升温措施。 0023 轧制：粗轧开轧温度 1060 1150，终轧温度 940 980；精轧累计压下率大于 65，最后三道次压下率大于 12，开轧温度 860 900，终轧温度 840 860。 0024 加速冷却：轧后 ACC 冷却选择强冷工艺，开冷温度 820 840，冷却至 580 630空冷，冷却速度 5 20 /S。 0025 淬火：淬火温度 Ac3+70，出炉后水冷，有利于细化组织，提高强韧性。钢中含有较高的碳及一定量的 Si、 Mn、 Cr、 Mo 和 Ni 等合金元素，需要在高温下充分固溶，但温度不宜过高以防奥氏体。

19、晶粒过分长大及钢坯表面严重氧化； Cr、 Mo 等元素可提高钢板淬透性，故在水冷条件下可以生产高厚度钢板。淬火温度优选为 860 920。 0026 回火：回火温度小于 250，出炉后缓冷。元素 Cr、 Mo 等可以提高回火稳定性，保证钢板的具有较高的强硬度，同时具有优异的塑性和韧性。 0027 空冷采用堆垛或冷床冷却，可以减缓冷却速度，防止钢板开裂。 0028 为了节省资源，同时满足硬度达到 600HB 高耐磨性要求并具有良好的成形性能，本发明提供一种高耐磨钢及其制造方法，采用中 C 含量微合金化思路，添加适量的 Ti， V 等具有沉淀强化作用的合金元素，利用。

20、大量析出的 TiC 粒子，在相同硬度情况下能够增加硬质相含量以大幅度提高耐磨性。 0029 本发明与现有技术相比较，具有下列显著的优点和效果： 0030 1、化学成分设计简单，通过较低 C 含量以及采用 Ti、 V 微合金化思路，降低了碳和合金含量，使本发明的耐磨钢板具有可焊性，尤其适合用于需要焊接的工程机械使用领域。 0031 2、通过大量添加 Ti 元素，利用析出的大量 TiC 粒子增加了硬质相数量，在相同硬度情况下提高了钢板基体的耐磨性。 0032 3、化学成分和轧制工艺设计合理，工艺制度比较宽松，可以稳定进行工业化量产。 0033 4、本发明生产的。

21、600HB 级耐磨钢板布氏硬度大于 600HBW，具有优异的耐磨性能； -20夏比纵向冲击功大于 40J，冲击韧性良好，满足工程机械用钢的要求。附图说明 0034 图 1 为本发明实施例 3 的 600HB 级耐磨钢板的显微组织，由图可知该钢板的显微组织主要为马氏体。具体实施方式说明书 CN 104264072 A 5 4/6 页 6 0035 以下列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。 0036 实施例 1-4 的 600HB 。

22、级耐磨钢板的化学成分如表 1 所示。 0037 表 1 实施例 1-4 的 600HB 级耐磨钢板的化学成分 0038 0039 实施例 1 0040 本实施例的 600HB 级耐磨钢板的化学成分如表 1 所示。按表 1 所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至 1250，粗轧开轧温度为 1150，终轧温度 980 ；精轧累计压下率 70，最后三道次压下率 13，精轧开轧温度 900，终轧温度860，成品钢板厚度为8mm，轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度840，冷却至 630空冷，冷却速度 20 /S，淬火加热温度为 Ac3+70。

23、，出炉后水冷，回火温度为 200，回火后堆垛或冷床冷却。 0041 实施例 2 0042 本实施例的 600HB 级耐磨钢板的化学成分如表 2 所示。按表 2 所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至 1220，粗轧开轧温度为 1130，终轧温度 980 ；精轧累计压下率 80，最后三道次压下率 13，精轧开轧温度 900，终轧温度 860，成品钢板厚度为 12mm，轧后 ACC 冷却选择强冷工艺，开冷温度 840，冷却至630空冷，冷却速度20/S，淬火加热温度为920，出炉后水冷，回火温度为 190，回火后堆垛或。

24、冷床冷却。 0043 实施例 3 0044 本实施例的 600HB 级耐磨钢板的化学成分如表 3 所示。按表 1 所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至 1200，粗轧开轧温度为 1060，终轧温度 940 ；精轧累计压下率 70，最后三道次压下率 13，精轧开轧温度 860，终轧温度 840，成品钢板厚度为 18mm，轧后 ACC 冷却选择强冷工艺，开冷温度 820，冷却至580堆垛空冷，冷却速度5/S，淬火加热温度为Ac3+30，出炉后水冷，回火温度为 200，回火后堆垛或冷床冷却。 0045 本实施例 3 的 60。

25、0HB 级耐磨钢板的显微组织如图 1 所示，由图 1 可知该钢板的显微组织主要为马氏体； 0046 实施例 4 说明书 CN 104264072 A 6 5/6 页 7 0047 本实施例的 600HB 级耐磨钢板的化学成分如表 4 所示。按表 1 所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至 1210，粗轧开轧温度为 1110，终轧温度 980 ；精轧累计压下率 70，最后三道次压下率 13，精轧开轧温度 900，终轧温度 860，成品钢板厚度为 20mm，轧后 ACC 冷却选择强冷工艺，开冷温度 840，冷却至630空冷，。

26、冷却速度15/S，淬火加热温度为860，出炉后水冷，回火温度为 180，回火后堆垛或冷床冷却。 0048 对比例 0049 采用表 2 中的所涉及的钢种的化学成分，采用常规方法生产对比例 1-3 的耐磨钢板。 0050 表 2 对比例 1-3 耐磨钢板的化学成分 0051 0052 性能试验 0053 将对比例 1-3 所得耐磨钢与本发明的耐磨钢进行性能对比，结果如表 3 所示。 0054 表 3 本发明实施例与对比例的力学性能 0055 0056 从表 3 可知，本发明实施例耐磨钢硬度大于 600HB， -20夏比纵向冲击功大于 40J，本发明所涉及耐磨钢板具有优良的机械。

27、性能。在成分体系相近条件下，本发明所涉及钢板硬度明显高于与对比例 1-2 钢的硬度；对比例 3 钢的硬度与本发明所涉及钢板硬度相近，但其耐磨性较本钢种偏低。 0057 对本发明实施例 3 耐磨钢板进行斜 Y 坡口焊接裂纹试验，试验结果参见表 4。 0058 表 4 本发明实施例 3 的 600HB 级耐磨钢板焊接性能试验结果说明书 CN 104264072 A 7 6/6 页 8 0059 0060 由表 4 可知，耐磨钢板在 170预热条件下焊后未出现裂纹，本发明钢板具有较好的焊接性能。 0061 采用相同的试验条件，耐磨性试验在 ML-100 磨粒磨损试验机上进。

28、行。本发明实施例 4 的耐磨钢板与 HARDOX600 钢磨损试验结果见表 5。 0062 表 5 实施例 4 与对比钢种 3 的耐磨试验结果。 0063 0064 由表 5 可知，本发明涉及钢种与 HARDOX600 钢的耐磨性相当。 0065 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照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该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。说明书 CN 104264072 A 8 1/1 页 9 图 1 说明书附图 CN 104264072 A 9 。

摘要
申请专利号：	CN201410562198.2	申请日：	2014.10.21
公开号：	CN104264072A	公开日：	2015.01.07
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/58申请日:20141021\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C38/58; C22C38/50; C22C38/38; C22C38/28; C22C33/04; C21D8/00	主分类号：	C22C38/58
申请人：	山东钢铁股份有限公司
发明人：	赵培林; 杜显彬; 王建军; 王航民; 方金林; 杨旭; 李春传; 郭秀辉; 杜传治; 王金秀; 张明金; 于明杰; 刘莱萌; 路峰
地址：	271104 山东省莱芜市钢城区府前大街99号
优先权：
专利代理机构：	北京方安思达知识产权代理有限公司 11472	代理人：	王宇杨;杨青
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内容摘要

本发明公开了一种600HB级耐磨钢板，其化学成分按重量百分比为：C:0.33～0.40％；Si:0.80～1.20％；Mn:1.5～2.0％；P≤0.02％；S≤0.015％；Cr:0.5～1.0％；Mo:0.2～0.5％；Ti:0.1～0.2％；V:0.06～0.12％；Nb:0～0.07％；Ni:0～0.5％；Al：0～0.1％；N:≤0.005％；O:≤0.003％；其余为铁和不可避免杂质。本发明生产的600HB级耐磨钢板布氏硬度大于600HBW，具有优异的耐磨性能；-20℃夏比纵向冲击功大于40J，冲击韧性良好，满足工程机械用钢的要求。

权利要求书

权利要求书
1.  一种600HB级耐磨钢板，其特征在于，其化学成分按重量百分比为：C:0.33～0.40％；Si:0.80～1.20％；Mn:1.5～2.0％；P≤0.02％；S≤0.015％；Cr:0.5～1.0％；Mo:0.2～0.5％；Ti:0.1～0.2％；V:0.06～0.12％；Nb:0～0.07％；Ni:0～0.5％；Al：0～0.1％；N:≤0.005％；O:≤0.003％；其余为铁和不可避免杂质。

2.  一种600HB级耐磨钢板的制备方法，所述方法包括转炉冶炼—炉外精炼—连铸—加热—轧制—加速冷却—淬火—回火；
其中，加热：加热温度控制在1200～1250℃，采用缓慢升温法；
轧制：粗轧开轧温度1060～1150℃，终轧温度940～980℃；精轧累计压下率大于65％，最后三道次压下率大于12％，开轧温度860～900℃，终轧温度840～860℃；
加速冷却：轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度820～840℃，冷却至580～630℃空冷，冷却速度5～20℃/S；
淬火：淬火温度≤Ac3+70℃，出炉后水冷；
回火：回火温度小于250℃，出炉后缓冷。

3.  根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述淬火温度为860～920℃。

4.  根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述空冷采用堆垛或冷床冷却。

说明书

说明书一种600HB级耐磨钢板及其制备方法
技术领域
本发明属于热轧高强钢生产技术领域，具体地，本发明涉及一种硬度达到600HB(HBW)级耐磨钢板及其制备方法。
背景技术
目前工程机械用钢中，对耐磨性要求较高的钢材的使用量占据较大比例，使用要求和条件非常苛刻。主要应用于工程、冶金、采矿、建筑、农业、水泥生产、港口以及电力等高附加值机械产品上，具体如推土机、装载机、挖掘机、自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等，能够起到减少设备的磨损量，延长其使用寿命的效果。
材料的耐磨性主要取决于其整体硬度以及内部弥散分布的一定数量和尺寸的硬质相；部分构件也对于韧性也有一定的要求。耐磨钢的硬度越高，其碳和合金含量越高，则韧性和焊接性能越差。同时弯曲性能、成型性能等使用性能也较差，这就限制了高硬度耐磨钢在工程上的广泛应用。
现有耐磨钢一般分为两类，一种为高碳高合金耐磨钢，如中国专利CN102703819B中涉及到碳含量0.6wt.％以上，降低耐磨钢的韧性和塑性。另外，日本专利CN1098370中提到铬含量在8～35wt.％之间，中国专利CN102703827B中锰含量高达7wt.％以上，上述专利具有很高的合金含量。大量的碳和高合金含量会严重恶化耐磨钢的焊接和加工性能。另外一种是通过添加种类繁多的合金元素，尽管可以得到优良的机械性能，但影响其焊接和成形性能。如欧洲公开号EP1563104的专利公开了一种耐磨钢板，其化学成分为C：0.35～0.8％，Si：0～2.0％，Mn：0～2.5％，S：≤0.15％，Cr：0～5％，Mo：0～0.05％，Ni：0～5％，Cu：0～1.5％，B：0～0.02％，Al：0～2％，Ti：0～1.1％，N＜0.03％，W：0～1％，Zr：0～4％，该耐磨钢成分范围较宽，合金成分较复杂。法国申请的专利号为FR2847272的专利公开了一种耐磨钢，其化学成分为C：0.24～0.35％，Si：0～2％，Mn：0～2.5％，S：≤0.15％，Cr：0～5％，Mo：0～1％，Ni：0～5％，Cu：0～1.5％，B：0～0.02％，Al：0～2％，Ti：0～1.1％，N＜0.03％，W：0～2％，Zr：0～2.2％，该耐磨钢的碳含量相对较低，但是合金成分较复杂。中国专利CN102199737B涉及到一种600HB 耐磨钢，其成分重量百分比为：C：0.41～0.50wt.％、Si：0.10～0.60wt.％、Mn：0.20～1.20wt.％、P≤0.050wt.％、S≤0.030wt.％、Cr：0.01～1.50wt.％、Mo：0.01～1.00wt.％、Ni：0.01～1.50wt.％、Ti：0.001～0.10wt.％、Al：0.001～0.10wt.％、RE：0.001～0.10wt.％、W：0.01～1.00wt.％、B：0.0005～0.0040wt.％，Ca：0.001～0.010wt.％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明尽管硬度达到600HB级，但是C含量较高不利于塑韧性及焊接性能，合金成分较多，较多的Mo元素明显提高成本，Al元素增加了现场工业化量产的难度；上述专利成分设计限制了耐磨钢在工业化量产以及推广应用。
因此，设计适合工业化量产的化学成分，增加耐磨性高的合金元素含量，获取各项性能优异、适用性佳的低合金耐磨钢是发展的趋势。随着社会和经济的发展，钢铁工业所面临的低碳经济发展，以节省资源、节约能源、保护环境为主要目标。这是耐磨钢发展的重要趋势。据此，本发明涉及一种高耐磨性热轧钢板，具有良好的韧性和焊接性能。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种600HB级耐磨钢板，该钢板采用中C含量微合金化思路，添加适量的Ti、V等具有沉淀强化作用的合金元素，利用大量析出的TiC粒子，在相同硬度情况下能够增加硬质相含量以大幅度提高耐磨性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种600HB级耐磨钢板，其化学成分按重量百分比为：C:0.33～0.40％；Si:0.80～1.20％；Mn:1.5～2.0％；P≤0.02％；S≤0.015％；Cr:0.5～1.0％；Mo:0.2～0.5％；Ti:0.1～0.2％；V:0.06～0.12％；Nb:0～0.07％；Ni:0～0.5％；Al：0～0.1％；N:≤0.005％；O:≤0.003％；其余为铁和不可避免杂质。
在本发明所涉及的600HB级耐磨钢板的化学成分中元素的作用：
碳：耐磨钢中实现相变强化的重要元素，可以显著提高钢的强度和硬度，实现较高的耐磨性。但是，过高含量的碳弱化钢的韧性和焊接性能。因此，选择碳含量控制在0.33～0.40％范围内。
硅：在钢中的作用主要是固溶强化。较高含量的Si能够提高钢的淬透性，一般钢中加Si有利于提高钢的强度和韧性。另外，Si可以增加降低氢扩散速度的奥氏体数量，并使钢可以在更高温度下回火。采用硅合金化形成无碳化物贝氏体既可以降低钢中的位错密度，又可以利用无碳化物贝氏体中的残余奥氏体膜降低氢原子在钢中的扩散速度，从而改善超高强度钢的耐延迟断裂性能。因此，本发明将Si含量限制为0.8～1.2％。
锰：在钢中的作用是固溶强化和提高淬透性，但是Mn的偏析倾向较高，锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。因此Mn含量控制在1.5～2.0％。
铬：铬可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。铬在钢中可以形成(Fe，Cr)3C、(Fe，Cr)7C3和(Fe，Cr)23C7等多种碳化物，提高强度和硬度。铬在回火时能阻止或减缓碳化物的析出与聚集，可以提高钢的回火稳定性。铬含量控制在0.5～1.0％范围内。
钼：可以提高淬透性，细化晶粒，提高强度和韧性。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物相中，因此，含钼钢同时具有固溶强化和碳化物弥散强化的作用。钼是减小回火脆性的元素，可以提高回火稳定。含量控制在0.2～0.5％范围内。
镍：可以降低临界冷却速度、提高钢的淬透性。镍在0～0.50％范围内，能与铁以任何比例互溶，通过细化铁素体晶粒改善钢的低温韧性，并具有明显降低冷脆转变温度的作用。对于高级别且高低温韧性的耐磨钢，镍是十分有益的添加元素。但含量过高易导致钢板表面氧化皮难以脱落，且成本显著增加，因此需控制其含量。含量控制在0～0.5％范围内。
钛：是强碳化物形成元素之一，与碳形成细微的TiC颗粒，一方面具有沉淀强化作用，提高强度；另外析出的细小弥散分布的TiC粒子可以作为硬质相，明显提高钢的耐磨性。TiC颗粒细小，分布在晶界。过高的Ti会生成大量的TiN粒子，不利于韧塑性提高，因此，控制在0.1～0.2％范围内。
铝：含量控制在0～0.10wt.％范围内。铝和钢中氮能形成细小难溶的AlN颗粒，细化显微组织。铝不仅是脱氧剂，还有促进亚稳定奥氏体形成的作用。铝能抑制和延缓过冷奥氏体的碳化物分解，提高韧性。
磷与硫：在耐磨钢中，硫与磷均为有害元素，它们的含量要严格控制，本发明所涉及钢种中磷含量小于0.02wt.％，硫含量小于0.01wt.％。
总之，本发明所涉及的钢种通过元素种类及含量的科学设计，在添加少量合金元素基础上实现了高强、高硬和良好的塑性、韧性的匹配，提高了钢的耐磨性。
本发明的另一个目的在于，提供一种600HB级耐磨钢板的制备方法，所述方法包括转炉冶炼—炉外精炼—连铸—加热—轧制—加速冷却—淬火—回火；
其中，
加热：加热温度控制在1200～1250℃；采用缓慢升温措施。
轧制：粗轧开轧温度1060～1150℃，终轧温度940～980℃；精轧累计压下率大于65％，最后三道次压下率大于12％，开轧温度860～900℃，终轧温度840～860℃。
加速冷却：轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度820～840℃，冷却至580～630℃空冷，冷却速度5～20℃/S。
淬火：淬火温度≤Ac3+70℃，出炉后水冷，有利于细化组织，提高强韧性。钢中含有较高的碳及一定量的Si、Mn、Cr、Mo和Ni等合金元素，需要在高温下充分固溶，但温度不宜过高以防奥氏体晶粒过分长大及钢坯表面严重氧化；Cr、Mo等元素可提高钢板淬透性，故在水冷条件下可以生产高厚度钢板。淬火温度优选为860～920℃。
回火：回火温度小于250℃，出炉后缓冷。元素Cr、Mo等可以提高回火稳定性，保证钢板的具有较高的强硬度，同时具有优异的塑性和韧性。
空冷采用堆垛或冷床冷却，可以减缓冷却速度，防止钢板开裂。
为了节省资源，同时满足硬度达到600HB高耐磨性要求并具有良好的成形性能，本发明提供一种高耐磨钢及其制造方法，采用中C含量微合金化思路，添加适量的Ti，V等具有沉淀强化作用的合金元素，利用大量析出的TiC粒子，在相同硬度情况下能够增加硬质相含量以大幅度提高耐磨性。
本发明与现有技术相比较，具有下列显著的优点和效果：
1、化学成分设计简单，通过较低C含量以及采用Ti、V微合金化思路，降低了碳和合金含量，使本发明的耐磨钢板具有可焊性，尤其适合用于需要焊接的工程机械使用领域。
2、通过大量添加Ti元素，利用析出的大量TiC粒子增加了硬质相数量，在相同硬度情况下提高了钢板基体的耐磨性。
3、化学成分和轧制工艺设计合理，工艺制度比较宽松，可以稳定进行工业化量产。
4、本发明生产的600HB级耐磨钢板布氏硬度大于600HBW，具有优异的耐磨性能；-20℃夏比纵向冲击功大于40J，冲击韧性良好，满足工程机械用钢的要求。
附图说明
图1为本发明实施例3的600HB级耐磨钢板的显微组织，由图可知该钢板的显微组织主要为马氏体。
具体实施方式
以下列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1-4的600HB级耐磨钢板的化学成分如表1所示。
表1实施例1-4的600HB级耐磨钢板的化学成分

实施例1
本实施例的600HB级耐磨钢板的化学成分如表1所示。按表1所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至1250℃，粗轧开轧温度为1150℃，终轧温度980℃；精轧累计压下率70％，最后三道次压下率13％，精轧开轧温度900℃，终轧温度860℃，成品钢板厚度为8mm，轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度840℃，冷却至630℃空冷，冷却速度20℃/S，淬火加热温度为Ac3+70℃，出炉后水冷，回火温度为200℃，回火后堆垛或冷床冷却。
实施例2
本实施例的600HB级耐磨钢板的化学成分如表2所示。按表2所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至1220℃，粗轧开轧温度为1130℃，终轧温度980℃；精轧累计压下率80％，最后三道次压下率13％，精轧开轧温度900℃，终轧温度860℃，成品钢板厚度为12mm，轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度840℃，冷却至630℃空冷，冷却速度20℃/S，淬火加热温度为920℃，出炉后水冷，回火温度为190℃，回火后堆垛或冷床冷却。
实施例3
本实施例的600HB级耐磨钢板的化学成分如表3所示。按表1所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至1200℃，粗轧开轧温度为1060℃，终轧温度940℃；精轧累计压下率70％，最后三道次压下率13％，精轧开轧温度860℃，终轧温度840℃，成品钢板厚度为18mm，轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度820℃，冷却至580℃堆垛空冷，冷却速度5℃/S，淬火加热温度为Ac3+30℃，出炉后水冷，回火温度为200℃，回火后堆垛或冷床冷却。
本实施例3的600HB级耐磨钢板的显微组织如图1所示，由图1可知该钢板的显微组织主要为马氏体；
实施例4
本实施例的600HB级耐磨钢板的化学成分如表4所示。按表1所示的化学成分进行转炉冶炼，炉外精炼后浇铸成连铸坯，将连铸坯缓慢加热至1210℃，粗轧开轧温度为1110℃，终轧温度980℃；精轧累计压下率70％，最后三道次压下率13％，精轧开轧温度900℃，终轧温度860℃，成品钢板厚度为20mm，轧后ACC冷却选择强冷工艺，开冷温度840℃，冷却至630℃空冷，冷却速度15℃/S，淬火加热温度为860℃，出炉后水冷，回火温度为180℃，回火后堆垛或冷床冷却。
对比例
采用表2中的所涉及的钢种的化学成分，采用常规方法生产对比例1-3的耐磨钢板。
表2对比例1-3耐磨钢板的化学成分

性能试验
将对比例1-3所得耐磨钢与本发明的耐磨钢进行性能对比，结果如表3所示。
表3本发明实施例与对比例的力学性能

从表3可知，本发明实施例耐磨钢硬度大于600HB，-20℃夏比纵向冲击功大于40J，本发明所涉及耐磨钢板具有优良的机械性能。在成分体系相近条件下，本发明所涉及钢板硬度明显高于与对比例1-2钢的硬度；对比例3钢的硬度与本发明所涉及钢板硬度相近，但其耐磨性较本钢种偏低。
对本发明实施例3耐磨钢板进行斜Y坡口焊接裂纹试验，试验结果参见表4。
表4本发明实施例3的600HB级耐磨钢板焊接性能试验结果

由表4可知，耐磨钢板在170℃预热条件下焊后未出现裂纹，本发明钢板具有较好的焊接性能。
采用相同的试验条件，耐磨性试验在ML-100磨粒磨损试验机上进行。本发明实施例4的耐磨钢板与HARDOX600钢磨损试验结果见表5。
表5实施例4与对比钢种3的耐磨试验结果。

由表5可知，本发明涉及钢种与HARDOX600钢的耐磨性相当。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照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该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。