阅读说明：本技术 一种稀土nm450宽厚钢板及其生产方法 (A kind of rare earth NM450 Wide and Heavy Plates and its production method ) 是由 高军 屈文胜 薛越 李�浩 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种稀土NM450宽厚钢板,包含以下重量百分数的组分：C：0.18～0.21％、Cr：0.45～0.85％、Ni：0.10～0.45％、B：0.0006～0.0015％,Ca：0.0010～0.0025％,稀土Re：0.0009～0.0020％。本发明还公开了稀土NM450宽厚钢板的生产方法。本发明的稀土NM450宽厚钢板及其生产方法,通过优化各组分以及稀土Re的含量,以及优化工艺方法得到的宽厚钢板具有高强度、高韧性、高塑性、高耐磨性能；不存在加工容易开裂等质量方面的缺陷,市场前景广阔,有利于满足社会发展的需要。(The invention discloses a kind of rare earth NM450 Wide and Heavy Plates, component comprising following weight percent: C:0.18~0.21%, Cr:0.45~0.85%, Ni:0.10~0.45%, B:0.0006~0.0015%, Ca:0.0010~0.0025%, rare earth Re:0.0009~0.0020%.The invention also discloses the production methods of rare earth NM450 Wide and Heavy Plates.Rare earth NM450 Wide and Heavy Plates of the invention and its production method have high intensity, high tenacity, high-ductility, high-wear resistance by the content of optimization each component and rare earth Re, and the Wide and Heavy Plates that optimization process obtains；There is no the defect in terms of the quality such as handling ease cracking, wide market is conducive to the needs for meeting social development.)

一种稀土NM450宽厚钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及冶金板材技术领域，尤其涉及一种稀土NM450宽厚钢板及其生产方法。

背景技术

高性能耐磨钢主要应用于矿山机械、煤矿开采机械、环保机械、工程机械以及输送机械等磨损较大部位以及使用工况较复杂的重大型工程的关键部件，要求具有高强度、高韧性、高塑性、高耐磨、大厚度等严格的技术特点。

现有技术公开的耐磨钢包括专利CN106498295A公开了“高强度耐磨钢及其制造方法”，成分质量百分比为：C:0.22～0.25％，Si:0.21～0.26％，Mn:1.11～1.14％， B:0.0014～0.0018％，Ni:0.008～0.011％，Cr:0.16～0.19％，Cu:0.018～0.032％， Mo:0.002～0.006％，Nb:0.018～0.022％，P≤0.014％，S≤0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。该专利公开的耐磨钢属于热连轧卷板，采用淬火+低温回火工艺方法；专利 CN108220806A发明公开了“一种超高强高韧耐磨钢及其制备方法”,钢的化学成分为 wt％:C：0.25～0.55,Si：1.50～2.50,Mn：1.50～2.20,Cr：0.3～1.0,Mo：0.2～0.8,Re：0.01～ 0.1,S＜0.01,P＜0.01,其余为Fe。生产方法经电弧炉或中频感应炉熔炼，再经VOD、LF 精炼，连铸坯或铸锭轧制或锻造成形,再经特殊热处理淬火+中温回火；专利 CN105568165A发明公开了“一种高强韧性低合金耐磨钢及其制备方法”,高强韧性低合金耐磨钢，其成分的质量百分数为：C:0.40-0.60％、Si:0.60-1.2％、Mn:0.30-1.0％、 Cr:0.25-0.35％、Mo:0.15-0.25％、Cu:0.40-0.60％、Re:0.10-0.15％、P：0-0.025％、S：0-0.025％, 其余为Fe和不可避免的杂质。其制备方法中的热处理工艺为液淬带温等温淬火热处理工艺,包括：1)将铸造所得的铸件加热到820-860℃进行奥氏体化；2)铸件放入淬火介质中淬火；3)待铸件表面温度冷却至200-320℃时取出；4)将铸件带温立即转入260-330 ℃保温炉中进行贝氏体等温转变,转变时间1-2h,然后取出空冷。

目前，国内上述重大型工程机械的关键部件使用NM###系列钢板，普遍存在低温冲击韧性差、心部耐磨性较差，加工容易开裂的缺陷；以及煤机和矿山机械用钢量大，长期依赖进口，产业链成本较高的缺陷；并且，上述公开的现有技术中耐磨钢生产方法采用高温回火，淬火+回火的热处理生产工艺方法，普遍存在工艺复杂，工艺流程长，成本高的缺陷。因此，对优化开发新型耐磨钢板、提高钢板质量以及优化耐磨钢板的生产方法存在迫切需求。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种稀土NM450宽厚钢板及其生产方法。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术中耐磨钢板生产工艺复杂，工艺流程长，成本高，得到的耐磨钢板存在低温冲击韧性差、心部耐磨性较差，加工容易开裂等质量方面的缺陷问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种稀土NM450宽厚钢板，其包含以下重量百分数的组分：C：0.18～0.21％、Cr：0.45～0.85％、Ni：0.10～0.45％、B：0.0006～0.0015％， Ca：0.0010～0.0025％，稀土Re：0.0009～0.0020％。

进一步地，所述宽厚钢板，其包含以下重量百分数的组分：C：0.18～0.21％、 Si:0.20～0.30％、Mn：1.20～1.45％、P≤0.008％、S≤0.005％、Nb：0.015～0.025％、 Ti：0.008～0.015％、Cr：0.45～0.85％，Mo：0.15～0.45％，Ni：0.10～0.45％、Als：0.017～0.032％，B:0.0006～0.0015％，Ca:0.0010～0.0025％，稀土Re：0.0009～0.0020％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含C的重量百分数为0.18％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含C的重量百分数为0.20％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含C的重量百分数为0.21％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Si的重量百分数为0.2％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Si的重量百分数为0.25％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Si的重量百分数为0.3％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Mn的重量百分数为1.2％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Mn的重量百分数为1.25％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Mn的重量百分数为1.45％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含P的重量百分数为0.007％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含P的重量百分数为0.006％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含S的重量百分数为0.003％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含S的重量百分数为0.002％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含S的重量百分数为0.001％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Nb的重量百分数为0.015％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Nb的重量百分数为0.020％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Nb的重量百分数为0.025％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ti的重量百分数为0.008％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ti的重量百分数为0.010％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ti的重量百分数为0.015％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Cr的重量百分数为0.45％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Cr的重量百分数为0.80％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Cr的重量百分数为0.85％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Mo的重量百分数为0.40％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Mo的重量百分数为0.15％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Mo的重量百分数为0.45％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ni的重量百分数为0.40％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ni的重量百分数为0.12％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ni的重量百分数为0.45％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Als的重量百分数为0.017％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Als的重量百分数为0.025％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Als的重量百分数为0.030％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含B的重量百分数为0.0008％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含B的重量百分数为0.0015％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含B的重量百分数为0.0006％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ca的重量百分数为0.0010％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ca的重量百分数为0.0018％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含Ca的重量百分数为0.0025％；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含稀土Re的重量百分数为0.0009％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含稀土Re的重量百分数为0.0017％；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板包含稀土Re的重量百分数为0.0020％；

本发明另一方面提供了一种稀土NM450宽厚钢板的生产方法，包括以下步骤：

步骤1、采用经过KR脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，进行转炉冶炼，然后进行LF精炼和RH真空处理得到钢水；

步骤2、将步骤1的钢水经过连铸工序得到厚板坯；

步骤3、将步骤2得到的厚板坯在加热炉中加热，板坯加热温度1190℃～1230℃，加热时间为220～300min，保温时间大于40min；

步骤4、将步骤3加热后的板坯进行两阶段轧制和冷却；

步骤5、采用等温淬火热处理步骤4冷却后的钢板材得到所述稀土NM450宽厚钢板：

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤1中，所述RH真空处理时，在结束真空进行复压前3～5分钟加入稀土镧铈合金；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤1具体步骤为：采用经过KR脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料，转炉底吹采用全程吹氩模式，终点一次命中，以减少因补吹导致钢水增氮；LF钢包精炼炉进一步脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分及温度，要严格控制吹氩强度，按照前期强、中期较强、后期弱的原则制定吹氩曲线，在保证脱氧、深脱硫、合金化的同时，减少精炼过程的二次氧化和增氮；RH工序采用循环深脱气工艺，在保证钢水温度稳定的前提下大幅降低氢、氧、氮等气体含量，减小有害气体对钢质的不利影响，稀土镧铈合金在真空处理结束复压前3-5分钟由真空溜槽加入；最终得到钢水熔炼成分的质量百分比为C：0.18～0.21％、Si:0.20～0.30％、 Mn：1.20～1.45％、P≤0.008％、S≤0.005％、Nb：0.015～0.025％、Ti：0.008～0.015％、 Cr：0.45～0.85％，Mo：0.15～0.45％，Ni：0.10～0.45％、Als：0.017～0.032％， B:0.0006～0.0015％，Ca:0.0010～0.0025％，稀土Re：0.0009～0.0020％，余量为Fe和不可避免的杂质；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤2中，所述连铸时，恒拉速为 0.9～1.1m/min；低过热度浇铸温度为15～25℃；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤2中，连铸厚板坯厚度为250mm 或300mm；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤2具体步骤为：连铸机为直弧形连铸机，采用大包、中包水口吹氩保护，凝固末端动态轻压下、380A大电流电磁搅拌以及优化的动态二冷技术，通过恒温、恒拉速工艺(0.9～1.1m/min)，低过热度浇铸 (15～25℃)，减轻连铸坯中心偏析、中心疏松、裂纹、振痕等缺陷，生产得到厚度250mm 和300mm的优质板坯；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制开轧温度为1170～1230℃，待温温度为880～917℃；第二阶段轧制开轧温度为≤920℃，终轧温度790～840℃；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，冷却温度为670～720℃；

进一步地，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤5中，所述等温淬火淬火温度为890℃～930℃，等温淬火在炉时间为1.5t+10min，t为钢板厚度(单位为mm)；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤3中，所述板坯加热温度1190℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤3中，所述板坯加热温度1210℃；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤3中，所述板坯加热时间为293min；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤3中，所述板坯加热时间为289min；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤3中，所述板坯加热时间为239min；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制开轧温度为1170℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制开轧温度为1200℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制开轧温度为1225℃；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制的待温温度为880℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制的待温温度为890℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第一阶段轧制的待温温度为910℃；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第二阶段轧制的终轧温度为810℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，所述两阶段轧制，第二阶段轧制的终轧温度为790℃；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，冷却温度为670℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，冷却温度为700℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤4中，冷却温度为720℃；

在本发明的较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤5中，所述等温淬火淬火温度为890℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤5中，所述等温淬火淬火温度为901℃；

在本发明的另一较佳实施方式中，所述宽厚钢板的生产方法，所述步骤5中，所述等温淬火淬火温度为907℃；

采用以上方案，本发明公开的稀土NM450宽厚钢板及其生产方法，具有以下技术效果：

(1)本发明的稀土NM450宽厚钢板，与现有技术中NM相近屈服强度的耐磨钢板相比，本申请宽厚钢板，通过优化宽厚钢板中各组分并添加合适比例的稀土Re的含量、Ni、Cr、Ca、B组分含量，得到的稀土NM450宽厚钢板具有高强度、高韧性、高塑性、高耐磨性能，有效改善了现有耐磨钢板加工容易开裂的缺陷；

(2)本发明的稀土NM450宽厚钢板的生产方法，优化生产方法采用等温淬火热处理方法，避免使用现有技术公开的淬火+回火的热处理生产工艺方法，有效避免了低温回火脆性，降低了钢板淬火应力开裂的敏感性，简化并缩短了工艺流程，降低了生产成本；

(3)本发明的稀土NM450宽厚钢板生产方法，通过优化生产方法的温度、时间、等工艺参数，得到的稀土NM450宽厚钢板金相组织为晶粒细小且均匀的马氏体组织，有利于提高钢板的低温冲击韧性和心部耐磨性，提高产品质量；

(4)本发明得到的稀土NM450宽厚钢板产品可广泛用于矿山机械、煤矿开采机械、环保机械、工程机械以及输送机械等磨损较大部位以及使用工况较复杂的重大型工程的关键部件等需要耐磨部件的制备，有利于推广应用；

综上所述，本发明的稀土NM450宽厚钢板及其生产方法，通过优化各组分并添加合适比例的稀土Re的含量、Ni、Cr、Ca、B组分含量，以及优化工艺方法得到的宽厚钢板具有高强度、高韧性、高塑性、高耐磨性能；不存在加工容易开裂等质量方面的缺陷，市场前景广阔，有利于满足社会发展的需要，本发明的宽厚钢板的生产方法，工艺方法简单，成本低，适合工业化生产。

以下将结合

具体实施方式

对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

具体实施方式

以下介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

实施例1、稀土NM450宽厚钢板的制备

本实施例宽厚钢板的制备采用如下步骤：

原料铁水经过铁水深脱硫，转炉顶底吹炼，钢包吹氩，LF炉外精炼，RH真空处理及连铸工序得到300mm厚板坯；将厚板坯在加热炉中加热，板坯加热温度1190℃，加热时间293min，保温50min后进入轧制工序；第一阶段轧制的开轧温度1170℃，采用板坯长度方向进行展宽，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在20％以上，当轧件厚度为161mm时(成品厚度2.3倍)，在辊道上待温至880℃，随后进行第二阶段精轧轧制，终轧温度为810℃，成品钢板厚度为70mm；轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC)设备，以8℃/s的速度冷却至670℃，快速下线缓冷；抛丸后进行等温淬火热处理，淬火温度890℃，在炉时间为115min，等温淬火后钢板表面平均温度为100 ℃，得到稀土NM450宽厚钢板；

实施例2、稀土NM450宽厚钢板的制备

本实施例宽厚钢板的制备采用如下步骤：

冶炼、连铸实施方式同实施例1，得到250mm厚板坯；将厚板坯在加热炉中加热，板坯加热温度1210℃，板坯加热时间289min，保温50min后进入轧制工序；第一阶段开轧温度1200℃，采用板坯长度方向进行展宽，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在20％以上，当轧件厚度为125mm时(成品厚度2.5倍)，在辊道上待温至890 ℃，随后进行第二阶段精轧轧制，终轧温度为810℃，成品钢板厚度为50mm；轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC)设备，以8℃/s的速度冷却至700℃，快速下线缓冷；抛丸后进行等温淬火热处理，淬火温度901℃，在炉时间为85min，等温淬火后钢板表面平均温度为200℃，得到稀土NM450宽厚钢板。

实施例3、稀土NM450宽厚钢板的制备

本实施例宽厚钢板的制备采用如下步骤：

冶炼、连铸实施方式同实施例1，得到250mm厚板坯；将厚板坯在加热炉中加热，板坯加热温度1190℃，板坯加热时间239min，保温50min后进入轧制工序；第一阶段开轧温度1225℃，单道次相对压下率至少有两道次以上控制在20％以上，当轧件厚度为60mm(成品厚度的3倍)时，在辊道上待温至910℃，随后进行第二阶段精轧轧制，终轧温度为790℃，成品钢板厚度为30mm；轧制结束后，钢板进入加速冷却(ACC) 设备，以10℃/s的速度冷却至720℃，快速下线缓冷；抛丸后进行等温淬火热处理，淬火温度907℃，在炉时间为55min，等温淬火后钢板表面平均温度为300℃，得到稀土NM450宽厚钢板。

检测实施例1～3得到的宽厚钢板组分含量，结果如表1所示。

表1 单位：％

实施例	C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	Nb	Ti	P	S	Als	Ca	B	Re
															1	0.21	0.30	1.20	0.85	0.45	0.45	0.025	0.015	0.006	0.002	0.030	0.0025	0.0015	0.0009
2	0.20	0.25	1.25	0.80	0.40	0.40	0.020	0.010	0.007	0.001	0.025	0.0018	0.0008	0.0017
															3	0.18	0.20	1.45	0.45	0.15	0.12	0.015	0.008	0.007	0.003	0.017	0.0010	0.0006	0.0020

由表1数据可知，本实施例1～3得到的宽厚钢板中碳含量在0.18～0.21％之间，Cr含量在0.45～0.85％之间，Ni含量在0.10～0.45％之间，B含量在0.0006～0.0015％之间，Ca含量在0.0010～0.0025％之间，稀土Re含量在0.0009～0.0020％之间。

对本发明实施例1～3得到的宽厚钢板进行常规力学性能、Z向拉伸性能、系列冲击性能、表面和心部硬度和弯曲性能检验，检验结果见表2。

表2

由表2数据可知，采用本发明实施例方法的生产得到的宽厚钢板，抗拉值在 1380～1448Mpa之间，延伸率A50％在19～23之间，-20℃纵向冲击功值在57～87J之间，上述几项参数值均大于客户要求标准数值，表明具有高强度、高韧性、高塑性的优良性能；

极限条件-40℃、-60℃的横纵向功值较接近，表明极限条件-40℃、-60℃的横纵向韧性的均匀性较高；

表面和心部的平均硬度在421～467HBW之间，尤其是心部硬度也达到NM450的要求在421～453HBW之间，表明宽厚钢板全厚度表面和内心的耐磨性能均较好；表明本实施例得到的稀土NM450宽厚钢板的耐磨性能好；

冷弯45°加工性能完好，表明宽厚钢板具有较好加工不易开裂的优良性能。

综上所述，本发明实施例1～3的工艺方法流程短，成本低，得到的稀土NM450 宽厚钢板，具有高强度、高韧性、高塑性、高耐磨等综合性能，解决了行业存在的低温易开裂、表层耐磨、心部不耐磨的现状，有利于广泛应用于大型矿山和煤矿的关键部件，完全可取代价格较高的同等级进口钢板，大大降低了钢铁、煤机和矿山行业的制造成本，进一步推动了产业链的高质量发展。

本发明其他技术方案也具有相类似的有益效果。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。