一种具有耐蚀性的nm400级耐磨钢板的制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于金属材料领域，涉及一种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板的制备方 法。
【背景技术】：
[0002] 耐磨钢是在工程上应用比较广泛的一种特殊材料，由于其具有的良好耐磨损性 能，多用于与矿石、岩石、土砂等存在磨损的场合。常制成工程机械、矿山机械、煤矿机械、破 碎机等机械零件。
[0003] 低合金耐磨钢因其较为低廉的成本和优异的力学性能，是一种常用的耐磨材料。 其合金元素总量小于5%，根据不同需求，添加适量的Mn、Si、Cr、Cu、Ni、Zr等一种或多种 元素。同时，搭配多种热处理工艺，可以进一步提高其力学性能和焊接性能。
[0004] 在煤矿、铁矿等矿山环境中，往往含有、、cr等具有腐蚀性的液体或浆体，这使得 矿山机械中与矿料接触的部分不仅承受了常规的磨损破坏，更要受到腐蚀的损害。然而现 有的矿山机械用钢都是普通的耐磨钢，不具有耐腐蚀性能，因此，需要研发一种能够在矿山 环境中承受腐蚀和磨损交叉作用的耐磨耐蚀合金钢。
[0005] 部分合金元素对耐磨耐蚀合金钢的影响：Si:能够显著提高钢的弹性极限、屈服 点和抗拉，还有利于提高耐均匀腐蚀性，但过高的Si会降低氧化皮的剥落性，增加相应的 缺陷。Mn:猛钢相比于一般的钢，具有足够的韧性、较高的强度和硬度。但超过2%的Mn会 使焊接性能变差，晶界脆化敏感度变高。Cr:能显著提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。Cu:能 够提高钢的强度和韧性，特别是耐大气腐蚀的能力。Zr:锆是一个强碳、氮化物形成元素，也 是一个强氧化物形成元素，钢中添加微量的Zr，能形成大量含锆复合氧化物夹杂，可以显著 改善含Ti氧化物的形态，提尚焊接性能。
【发明内容】
：
[0006] 本发明目的是针对上述技术需求，提供一种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板。
[0007] 本发明目的是通过以下技术方案实现的：
[0008] -种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢的制备方法，该合金钢化学成分及其重量百分 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%，余量为Fe。包括冶炼、 锻造、加热、乳制、在线淬火及在线回火步骤；
[0009] 所述的耐磨钢板布氏硬度HBW彡370,抗拉强度彡1200MPa，-20°C纵向V型冲击功 ^ 25J〇
[0010] 具体制备步骤如下：
[0011] (1)将备好的原材料，按成分配比放入真空冶炼炉中冶炼，炼好的铸坯切去冒口， 锻成坯料，锻造方案为：铸坯加热到1100-1300°C，保温60-120分钟后出炉即锻，终锻温度 彡1000 °c，锻成所需坯料。
[0012] (2)板坯加热：加热温度为1180~1250°C，加热参考时间按8-10min/cm计算，以 保证钢坯烧匀烧透，均热时间不少于60min，加热后进行轧制。
[0013] (3)轧制工艺：利用宽厚板轧机完成两阶段轧制。粗轧阶段进行彡1000°C的完全 再结晶轧制，粗轧轧制3-9道次，保证钢坯展宽完毕最后三个道次压下率多15%。精轧阶段 开轧温度控制在900-1000°C，精轧轧制5-11道次，终轧温度控制在多800°C，保证该阶段累 计压下率多50%。
[0014] (4)热处理工艺：乳后进行在线淬火+在线回火，将轧后的钢直接进行水冷，终冷 温度控制在100_150°C之间，然后迅速加热至200-300°C，保温0. 5-2h，空冷至室温，得到所 述钢板。
[0015] 本发明的优点在于：
[0016] 适当添加Cu、Ni、Mn、Cr、Mo、Nb、Zr和B元素，钢板在表面布氏硬度HBW彡370,抗 拉强度彡1200MPa，保证普通NM400的耐磨性和力学性能的基础上兼具有耐腐蚀性能。
[0017] 说明书附图
[0018] 图1:腐蚀实验装置示意图，
[0019] 图2:干砂/橡胶轮磨损实验工作原理图，
[0020] 图3 :本发明钢最终组织图片。
【具体实施方式】：
[0021] 腐蚀实验：
[0022] 腐蚀实验采用溶液悬挂浸泡的方式进行，用尼龙绳将试样悬挂浸泡在溶液中，水 浴箱温度保持35°C，烧杯中放置浓度为mol/L的Na2S04溶液，用NaOH调节pH至8. 5,用保 鲜膜密封烧杯口，浸泡时间为72小时，每隔24小时更换一次溶液。
[0023] 腐蚀试样加工成6mm25mm55mm的长方体，试样上部中间用钻头钻直径为①2. 5mm 的小孔，用于悬挂。用砂纸将试样六个面逐级打磨至600#，在用丙酮和无水乙醇清洗并吹干 后，称取试样的质量作为初始质量，并测量试样的长宽高尺寸，计算试样的表面积。
[0024] 腐蚀实验采用失重法测定试样的平均腐蚀速度。实验结束后用清洗液清除表面残 留的腐蚀液及腐蚀产物，称量腐蚀后的试样重量，计算腐蚀速率：
【主权项】
1. 一种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板的制备方法，其特征在于化学成分及其重量百 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%，余量为Fe;包括冶炼、锻 造、加热、乳制、在线淬火及在线回火步骤；所述的耐磨钢板布氏硬度HBW多370,抗拉强度 彡1200MPa，-20°C纵向V型冲击功彡25J。
2. 如权利要求1所述具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板的制备方法，其特征在于，所述冶 炼、锻造步骤包括： 将备好的原材料，按成分配比放入真空冶炼炉中冶炼，炼好的铸坯切去冒口，锻成 坯料，锻造方案为：铸坯加热到1100-1300°C，保温60-120分钟后出炉即锻，终锻温度 彡1000 °C，锻成所需坯料。
3. 如权利要求1所述具有耐蚀性的NM400级耐磨钢板的制备方法，其特征在于，所述加 热、乳制和在线淬火及在线回火步骤包括： 1) 加热工艺：板坯加热温度为1180-1250°C，加热时间按8-lOmin/cm计算，以保证钢坯 烧匀烧透，均热时间不少于60min，加热后进行轧制； 2) 轧制工艺：利用实验室轧机完成两阶段轧制；粗轧阶段进行多KKKTC的完全再结晶 车L制，粗轧轧制3-9道次，保证钢坯展宽完毕最后三个道次压下率多15% ;精轧阶段开轧温 度控制在900-1000°C，精轧轧制5-11道次，终轧温度控制在多800°C，保证该阶段累计压下 率彡50% ; 3) 热处理工艺：乳后进行在线淬火+在线回火，将轧后的钢直接进行水冷，终冷温度 控制在100-150°C之间，然后迅速加热至200-300°C，保温0. 5-2h，空冷至室温，得到所述钢 板。
【专利摘要】本发明涉及一种具有耐蚀性的NM400级耐磨钢的制备方法，属于金属材料领域，该耐磨钢化学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％，余量为Fe。本发明添加适量微量元素，提高了耐磨钢的耐腐蚀性能，扩大了钢板的使用范围，延长使用寿命。可广泛应用于具有腐蚀环境的矿山机械上。
【IPC分类】C22C38-54, C21D8-02, C22C38-58
【公开号】CN104818435
【申请号】CN201510112624
【发明人】武会宾, 李聪聪, 赵爱民, 唐荻, 王迪
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月13日