一种矿山机械用耐磨钢板.pdf

本发明公开了一种矿山机械用耐磨钢板，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.7-0.9％，Si：0.6-0.8％，Mn：1.6-1.8％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.04-0.06％，V：0.2-0.3％，Ti：0.2-0.4％，N：0.02-0.04％，Al：0.02-0.06％，B：0.003-0.005％，其余为铁Fe和不可避免的杂质，所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝等化合物，这些化合物在钢基体中弥散分布。

权利要求书一种矿山机械用耐磨钢板，其特征在于，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.7‑0.9％，Si：0.6‑0.8％，Mn：1.6‑1.8％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.04‑0.06％，V：0.2‑0.3％，Ti：0.2‑0.4％，N：0.02‑0.04％，Al：0.02‑0.06％，B：0.003‑0.005％，其余为铁Fe和不可避免的杂质，所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝等化合物，这些化合物在钢基体中弥散分布。
如权利要求1所述的一种矿山机械用耐磨钢板，其特征在于，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.8％，Si：0.7％，Mn：1.7％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.05％，V：0.25％，Ti：0.3％，N：0.03％，Al：0.04％，B：0.004％，其余为铁Fe和不可避免的杂质。

说明书一种矿山机械用耐磨钢板
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种矿山机械用耐磨钢板。
背景技术
耐磨钢板被广泛应用于工作条件特别恶劣，要求高强度、高耐磨性能等机械产品上。如各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。因此，该种耐磨钢板要求有较高的硬度。目前的国内的耐磨钢一般合金含量较高，虽然能满足硬度的要求，但塑韧性相对较差，在一定程度上影响了其在不同机械领域上的应用。
在本发明之前，武汉钢铁公司发明的“一种超高强度耐磨钢及其生产方法”专利，该钢的成分范围为：C 0.10‑0.17％，Si 0.25‑0.50％，Mn 1.20‑1.50％，P≤0.018％，S≤0.008％，Cr 0.20‑0.50％，Ni 0.25‑0.50％，Mo 0.10‑0.40％，Als 0.02‑0.06％，B≤0.005％，RE≤150g/吨钢；该钢采用控轧+调质的生产工艺，该钢成分中不含V，抗拉强度约1300MPa，布氏硬度值HB达到400左右。但是该钢含有较高的Ni、Mo等贵重金属元素，成本相对较高。
还有舞阳钢铁公司发明的“一种高强度耐磨板及其制备方法”和“一种调质型耐磨钢及其热处理方法”专利，其成分分别为：C0.12‑0.16％，Si 0.10‑0.70％，Mn0.90‑1.50％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr0.20‑0.70％，Ni0.05‑0.30％，V0.03‑0.08％，Nb0.01‑0.06％，Mo0.10‑0.50％，Ti0.01‑0.06％，Al0.02‑0.08％，B0.0005‑0.0030％和C0.14‑0.18％，Si0.20‑0.40％，Mnl.20‑1.40％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr0.50‑0.70％，Ni0.40‑0.55％，V 0.03‑0.08％，Nb 0.02‑0.03％，Ti 0.015‑0.030％，Mo 0.40‑0.50％，Al0.02‑0.045％，B 0.0015‑0.0030％；两个专利的成分中均添加了不同含量的Nb、Ni、Mo、V等贵金属元素，大大增加了生产成本。其中第二个专利中还含有Cu，两个专利的成本都比较高。第一个专利的回火温度在150‑250℃，属于低温回火，正常的工业回火温度在400‑700℃，批量工业生产中生产组织和控制都较难，大大影响了热处理炉的正常生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种矿山机械用耐磨钢板，该钢板具有良好的强韧性，较高的硬度，耐磨性能优异，且成本低。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种矿山机械用耐磨钢板，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.7‑0.9％，Si：0.6‑0.8％，Mn：1.6‑1.8％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.04‑0.06％，V：0.2‑0.3％，Ti：0.2‑0.4％，N：0.02‑0.04％，Al：0.02‑0.06％，B：0.003‑0.005％，其余为铁Fe和不可避免的杂质，所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝等化合物，这些化合物在钢基体中弥散分布。
优选，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.8％，Si：0.7％，Mn：1.7％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.05％，V：0.25％，Ti：0.3％，N：0.03％，Al：0.04％，B：0.004％，其余为铁Fe和不可避免的杂质。
本发明耐磨钢可采用如下的制备方法：
1)冶炼：包括铁水脱硫，转炉顶底复合吹炼，真空处理，调整成分满足上述要求，控制出钢温度为约1540‑1580℃；
2)连铸：控制中间包钢水过热度为约25‑45℃，连铸成坯；
3)轧制：铸坯加热温度为约1210‑1230℃，开轧温度为约1150‑1170℃，终轧温度为约900‑920℃，轧后控制冷却速度为约15‑25℃/秒；控制冷却到约400‑450℃；
4)热处理：淬火温度980‑1010℃左右，加热时间3.5‑4.5min/mm×板厚；回火保温温度220‑240℃左右，保温时间5‑6min/mm×板厚。
现有技术的耐磨钢中均含有较高含量的Cr，虽然Cr元素能显著提高钢的硬度，并能提高耐磨性能，但其与碳易形成粗大的碳化物，从而大幅降低钢的韧性，因此本发明耐磨钢中不添加Cr元素。
本发明的钢采用中碳含量设计，一方面通过碳本身提高钢的强度、硬度及耐磨性，另一方面通过碳与其他合金元素如钛、钒形成适量的碳化物显著提高钢的硬度和耐磨性能。
在大量实验的基础上，确定了本发明的钢中的V、Ti、N、Al、B的合金化元素含量，这些合金元素之间以及与碳之间形成碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛、氮化铝等化合物，使得钢的硬度及耐磨大幅度提高。
本发明添加适量的稀土元素镧，使得其可以配合改善上述化合物的形态及分布，从而间接辅助提高钢的强韧性和耐磨性。
综上所述，本发明钢中的上述合金元素相辅相成，协同作用。使得本发明耐磨钢的硬度提高，其布氏硬度值可达HB580‑620，可确保良好的耐磨性能。其抗拉强度不少于1200MPa，延伸率大于8％，可见其强韧性好。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明不限于下述实施例。
实施例一
一种矿山机械用耐磨钢板，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.7％，Si：0.8％，Mn：1.6％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.06％，V：0.2％，Ti：0.4％，N：0.02％，Al：0.06％，B：0.003％，其余为铁Fe和不可避免的杂质，所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物，这些化合物在钢基体中弥散分布。
实施例二
一种矿山机械用耐磨钢板，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.9％，Si：0.6％，Mn：1.8％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.04％，V：0.3％，Ti：0.2％，N：0.04％，Al：0.02％，B：0.005％，其余为铁Fe和不可避免的杂质，所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物，这些化合物在钢基体中弥散分布。
实施例三
一种矿山机械用耐磨钢板的制备方法，所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成：C：0.8％，Si：0.7％，Mn：1.7％，P≤0.02％，S≤0.005％，La：0.05％，V：0.25％，Ti：0.3％，N：0.03％，Al：0.04％，B：0.004％，其余为铁Fe和不可避免的杂质，所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物，这些化合物在钢基体中弥散分布。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。