一種具有耐蝕性的nm400級耐磨鋼板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼板的制備方 法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 耐磨鋼是在工程上應(yīng)用比較廣泛的一種特殊材料，由于其具有的良好耐磨損性 能，多用于與礦石、巖石、土砂等存在磨損的場合。常制成工程機(jī)械、礦山機(jī)械、煤礦機(jī)械、破 碎機(jī)等機(jī)械零件。
[0003] 低合金耐磨鋼因其較為低廉的成本和優(yōu)異的力學(xué)性能，是一種常用的耐磨材料。 其合金元素總量小于5%，根據(jù)不同需求，添加適量的Mn、Si、Cr、Cu、Ni、Zr等一種或多種 元素。同時，搭配多種熱處理工藝，可以進(jìn)一步提高其力學(xué)性能和焊接性能。
[0004] 在煤礦、鐵礦等礦山環(huán)境中，往往含有、、cr等具有腐蝕性的液體或漿體，這使得 礦山機(jī)械中與礦料接觸的部分不僅承受了常規(guī)的磨損破壞，更要受到腐蝕的損害。然而現(xiàn) 有的礦山機(jī)械用鋼都是普通的耐磨鋼，不具有耐腐蝕性能，因此，需要研發(fā)一種能夠在礦山 環(huán)境中承受腐蝕和磨損交叉作用的耐磨耐蝕合金鋼。
[0005] 部分合金元素對耐磨耐蝕合金鋼的影響：Si:能夠顯著提高鋼的彈性極限、屈服 點(diǎn)和抗拉，還有利于提高耐均勻腐蝕性，但過高的Si會降低氧化皮的剝落性，增加相應(yīng)的 缺陷。Mn:猛鋼相比于一般的鋼，具有足夠的韌性、較高的強(qiáng)度和硬度。但超過2%的Mn會 使焊接性能變差，晶界脆化敏感度變高。Cr:能顯著提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性。Cu:能 夠提高鋼的強(qiáng)度和韌性，特別是耐大氣腐蝕的能力。Zr:鋯是一個強(qiáng)碳、氮化物形成元素，也 是一個強(qiáng)氧化物形成元素，鋼中添加微量的Zr，能形成大量含鋯復(fù)合氧化物夾雜，可以顯著 改善含Ti氧化物的形態(tài)，提尚焊接性能。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明目的是針對上述技術(shù)需求，提供一種具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼板。
[0007] 本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼的制備方法，該合金鋼化學(xué)成分及其重量百分 含量：C0. 10 ~0? 30%，SiO. 20 ~0? 60%，Mnl. 0 ~1. 60%，CrO. 20 ~0? 80%，M〇0.15 ~ 0? 40%，Ni0. 10 ~0? 60%，Cu0. 20 ~0? 50%，Ti0. 01 ~0? 045%，P0. 01 ~0? 02%，0. 001 ~ 0? 002%，B0. 0008 ~003%，A10. 02 ~0? 03%，ZrO.005 ~0? 02%，余量為Fe。包括冶煉、 鍛造、加熱、乳制、在線淬火及在線回火步驟；
[0009] 所述的耐磨鋼板布氏硬度HBW彡370,抗拉強(qiáng)度彡1200MPa，-20°C縱向V型沖擊功 ^ 25J〇
[0010] 具體制備步驟如下：
[0011] (1)將備好的原材料，按成分配比放入真空冶煉爐中冶煉，煉好的鑄坯切去冒口， 鍛成坯料，鍛造方案為：鑄坯加熱到1100-1300°C，保溫60-120分鐘后出爐即鍛，終鍛溫度 彡1000 °c，鍛成所需坯料。
[0012] (2)板坯加熱：加熱溫度為1180~1250°C，加熱參考時間按8-10min/cm計算，以 保證鋼坯燒勻燒透，均熱時間不少于60min，加熱后進(jìn)行軋制。
[0013] (3)軋制工藝：利用寬厚板軋機(jī)完成兩階段軋制。粗軋階段進(jìn)行彡1000°C的完全 再結(jié)晶軋制，粗軋軋制3-9道次，保證鋼坯展寬完畢最后三個道次壓下率多15%。精軋階段 開軋溫度控制在900-1000°C，精軋軋制5-11道次，終軋溫度控制在多800°C，保證該階段累 計壓下率多50%。
[0014] (4)熱處理工藝：乳后進(jìn)行在線淬火+在線回火，將軋后的鋼直接進(jìn)行水冷，終冷 溫度控制在100_150°C之間，然后迅速加熱至200-300°C，保溫0. 5-2h，空冷至室溫，得到所 述鋼板。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0016] 適當(dāng)添加Cu、Ni、Mn、Cr、Mo、Nb、Zr和B元素，鋼板在表面布氏硬度HBW彡370,抗 拉強(qiáng)度彡1200MPa，保證普通NM400的耐磨性和力學(xué)性能的基礎(chǔ)上兼具有耐腐蝕性能。
[0017] 說明書附圖
[0018] 圖1:腐蝕實(shí)驗裝置示意圖，
[0019] 圖2:干砂/橡膠輪磨損實(shí)驗工作原理圖，
[0020] 圖3 :本發(fā)明鋼最終組織圖片。
【具體實(shí)施方式】：
[0021] 腐蝕實(shí)驗：
[0022] 腐蝕實(shí)驗采用溶液懸掛浸泡的方式進(jìn)行，用尼龍繩將試樣懸掛浸泡在溶液中，水 浴箱溫度保持35°C，燒杯中放置濃度為mol/L的Na2S04溶液，用NaOH調(diào)節(jié)pH至8. 5,用保 鮮膜密封燒杯口，浸泡時間為72小時，每隔24小時更換一次溶液。
[0023] 腐蝕試樣加工成6mm25mm55mm的長方體，試樣上部中間用鉆頭鉆直徑為①2. 5mm 的小孔，用于懸掛。用砂紙將試樣六個面逐級打磨至600#，在用丙酮和無水乙醇清洗并吹干 后，稱取試樣的質(zhì)量作為初始質(zhì)量，并測量試樣的長寬高尺寸，計算試樣的表面積。
[0024] 腐蝕實(shí)驗采用失重法測定試樣的平均腐蝕速度。實(shí)驗結(jié)束后用清洗液清除表面殘 留的腐蝕液及腐蝕產(chǎn)物，稱量腐蝕后的試樣重量，計算腐蝕速率：
【主權(quán)項】
1. 一種具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼板的制備方法，其特征在于化學(xué)成分及其重量百 分含量CO. 10 ~0.30%，SiO. 20 ~0.60%，MnLO~1.60%，CrO. 20 ~0.80%，MoO. 15 ~ 0? 40%，Ni0. 10 ~0? 60%，Cu0. 20 ~0? 50%，Ti0. 01 ~0? 045%，P0. 01 ~0? 02%，S0. 001 ~ 0? 002 %，B0. 0008 ~003%，A10. 02 ~0? 03%，ZrO. 005 ~0? 02%，余量為Fe;包括冶煉、鍛 造、加熱、乳制、在線淬火及在線回火步驟；所述的耐磨鋼板布氏硬度HBW多370,抗拉強(qiáng)度 彡1200MPa，-20°C縱向V型沖擊功彡25J。
2. 如權(quán)利要求1所述具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼板的制備方法，其特征在于，所述冶 煉、鍛造步驟包括： 將備好的原材料，按成分配比放入真空冶煉爐中冶煉，煉好的鑄坯切去冒口，鍛成 坯料，鍛造方案為：鑄坯加熱到1100-1300°C，保溫60-120分鐘后出爐即鍛，終鍛溫度 彡1000 °C，鍛成所需坯料。
3. 如權(quán)利要求1所述具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼板的制備方法，其特征在于，所述加 熱、乳制和在線淬火及在線回火步驟包括： 1) 加熱工藝：板坯加熱溫度為1180-1250°C，加熱時間按8-lOmin/cm計算，以保證鋼坯 燒勻燒透，均熱時間不少于60min，加熱后進(jìn)行軋制； 2) 軋制工藝：利用實(shí)驗室軋機(jī)完成兩階段軋制；粗軋階段進(jìn)行多KKKTC的完全再結(jié)晶 車L制，粗軋軋制3-9道次，保證鋼坯展寬完畢最后三個道次壓下率多15% ;精軋階段開軋溫 度控制在900-1000°C，精軋軋制5-11道次，終軋溫度控制在多800°C，保證該階段累計壓下 率彡50% ; 3) 熱處理工藝：乳后進(jìn)行在線淬火+在線回火，將軋后的鋼直接進(jìn)行水冷，終冷溫度 控制在100-150°C之間，然后迅速加熱至200-300°C，保溫0. 5-2h，空冷至室溫，得到所述鋼 板。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有耐蝕性的NM400級耐磨鋼的制備方法，屬于金屬材料領(lǐng)域，該耐磨鋼化學(xué)成分及其重量百分含量：C0.10～0.30％，Si0.20～0.60％，Mn1.0～1.60％，Cr0.20～0.80％，Mo0.15～0.40％，Ni0.10～0.60％，Cu0.20～0.50％，Ti0.01～0.045％，P0.01～0.02％，S0.001～0.002％，B0.0008～003％，Al0.02～0.03％，Zr0.005～0.02％，余量為Fe。本發(fā)明添加適量微量元素，提高了耐磨鋼的耐腐蝕性能，擴(kuò)大了鋼板的使用范圍，延長使用壽命?？蓮V泛應(yīng)用于具有腐蝕環(huán)境的礦山機(jī)械上。
【IPC分類】C22C38-54, C21D8-02, C22C38-58
【公開號】CN104818435
【申請?zhí)枴緾N201510112624
【發(fā)明人】武會賓, 李聰聰, 趙愛民, 唐荻, 王迪
【申請人】北京科技大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月13日