WNM400B調(diào)質(zhì)耐磨鋼WNM400A舞陽訂貨137*8188*0376 張經(jīng)理
調(diào)質(zhì)型耐磨鋼WNM400的研制開發(fā)
舞陽鋼鐵有限責(zé)任公司通過參考相關(guān)文獻(xiàn)資料及國內(nèi)外同等級別耐磨鋼標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計了舞鋼調(diào)質(zhì)型耐磨鋼WNM400A的化學(xué)成分,確定了冶煉及軋制工藝,研究了淬火、回火工藝對WNM400A鋼性能的影響。
WNM400 讀作耐磨四零零,N、M分別表示耐磨的“耐”和“磨”字,400是布氏硬度值HB值,W代表舞鋼。400硬度值是廣義的,國產(chǎn)NM400硬度值范圍360-420。他是高強(qiáng)度耐磨鋼板。
耐磨鋼廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械、工程機(jī)械及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,是重要的基礎(chǔ)材料之一。舞鋼公司原有耐磨鋼品種是以非調(diào)質(zhì)型為主,其中,WZ.B-
NM400A鋼板實物由于與進(jìn)口鋼板有較大的差別,如:沖擊性能和抗彎性能較差,不能滿足耐磨鋼用戶的使用要求,其適用范圍較窄,推廣難度大。于是舞鋼公司利用現(xiàn)有調(diào)質(zhì)線的設(shè)備資源,開發(fā)調(diào)質(zhì)型耐磨WNM400A鋼板,以滿足耐磨鋼用戶的使用需求。主要技術(shù)指標(biāo)見表1。
表1WNM400A鋼板力學(xué)性能WNM400B調(diào)質(zhì)耐磨鋼WNM400A舞陽
屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度/延鐘/-20℃沖擊功/硬度/
4PaMPa%JHB ≥900≥l050≥10≥20360-440
依據(jù)國內(nèi)外耐磨鋼生產(chǎn)廠家公布400HB級別的標(biāo)準(zhǔn)成分要求(如德國BRINAR400、DILLl-
DUR400V;瑞典EEMSl01B4、HARDOX400;日本NK-EH-400、NK-EH-4004、SUMIHADE(137*8188*0376訂貨)
K400),結(jié)合現(xiàn)有調(diào)質(zhì)線的生產(chǎn)能力,設(shè)計其WNM400A化學(xué)成分。
碳 C作為鋼中重要的元素之一,其含量直接影響鋼的硬度、韌性、強(qiáng)度、淬硬性和焊接性能。含碳量高,硬度高,但韌性差,熱處理開裂傾向大,焊接性較差;含碳量過低,硬度低,淬硬性、耐磨性差。為保證鋼的硬度、韌性和耐磨性,同時考慮鋼的焊接性,碳含量定在0.15%~0.22%之間。
硅 Si Si在鋼中不形成碳化物,而是以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中。Si提高鋼中固溶體的強(qiáng)度;但Si含量過高,鋼的過熱敏感性大。
故Si含量定為0.20%-0.50%。
錳 Mn Mn是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素,隨其含量的增加,不但降低共析溫度,還降低共析點的含碳量。因此,在相同含碳量及冷卻速度下,隨著鋼中含Mn量的增加.顯微組中的珠光體不但細(xì)化,而且數(shù)量亦增多,從而導(dǎo)致鋼的強(qiáng)度和硬度升高”。另外,隨Mn含量的增加,Ar,下降,先共析鐵素體在更低的溫度下析出而細(xì)化,使強(qiáng)韌性得到優(yōu)化;共析溫度Ar,下降抑制了碳化物在過冷奧氏體晶界上的析出,使鋼保持較高的塑性,降低鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度,能顯著提高鋼的淬透性。Mn的不利一面是增大鋼的過熱敏感性,晶粒易粗大;另外,還增大回火脆性。因此Mn含量不宜過高,以1.00%~1.50%為宜。
鉻 Cr Cr含量對材料的強(qiáng)度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大影響,這是由于Cr能固溶于鐵素體和奧氏體中,與鋼中的C形成多種碳化物。Cr固溶于奧氏體時,可提高鋼的淬透性。當(dāng)Cr與C形成復(fù)雜碳化物并在鋼中彌散析出時,可起到彌散強(qiáng)化作用。但是Cr在鋼中起強(qiáng)化作用的同時亦使塑性有所降低,并增加回火脆性。因此應(yīng)根據(jù)對強(qiáng)塑性的要求,確定合適的Cr含量。
鉬 Mo就調(diào)質(zhì)鋼而言,Mo含量的增加,材料的強(qiáng)度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大提高。由于Mo固溶于鐵素體和奧氏體時,可使鋼的C曲線右移,從而顯著提高鋼的淬透性,而且Mo能顯著提高鋼的再結(jié)晶溫度,提高回火穩(wěn)定性,調(diào)質(zhì)后可獲得細(xì)晶粒的索氏體,使強(qiáng)韌性得到改善。當(dāng)形成Mo的碳化物時,可起到彌散強(qiáng)化作用。(137*8188*0376)當(dāng)Mo含量較低時(<0.30%),主要以固溶強(qiáng)化、提高淬透性和回火穩(wěn)定性為主。
鎳 Ni Ni可提高調(diào)質(zhì)鋼的淬透性,并能改善鋼在低溫下的韌性,使韌脆轉(zhuǎn)變溫度下降。隨Ni含量的增加,材料的強(qiáng)度和塑性均有提高,特別對低溫沖擊韌性提高幅度比較大。這是由于Ni在鋼中只形成固溶體,而且固溶強(qiáng)化作用不明顯,而主要是通過在塑性變形時增加晶格滑移面來提高材料塑性。由于Ni的價格較高,故其含量不宜過高。
硼 B微量B能使鋼的淬透性顯著提高。目前較為一致的看法是奧氏體在淬火冷卻過程中硼原子偏聚于晶界上,降低晶界能,抑制了鐵素體的形核,推遲鐵素體的形成,同時晶界上的硼原子也阻滯品界原子的擴(kuò)散,使鐵素體在晶界上擴(kuò)散形核減緩,從而增加淬透性(137*8188*0376]。
微合金元素
通過采取微合金化手段(添加Nb、V、Ti),進(jìn)一步細(xì)化晶粒。通過加入Nb、V微量元素,可以推遲奧氏體再結(jié)晶溫度,以便在后期高溫軋制獲得良好的TMCP效果。另外,Nb、V復(fù)合加入可以有效提高鋼板強(qiáng)韌性的匹配。
就現(xiàn)有工藝裝備而言,由于是電爐冶煉,鋼水中[N]含量較高。為發(fā)揮B在鋼中的作用,在加B的同時,為確保鋼中有效B含量,通過添加微量Ti元素來固氮,防止B和N結(jié)合以氮化硼析出,進(jìn)一步提高鋼的淬透性。
冶煉及軋制工藝
冶煉工藝
冶煉時,嚴(yán)格控制鋼的化學(xué)成分。為進(jìn)一步改善鋼板的焊接性能、冷彎性能和韌性,特別是低溫韌性,將鋼中含碳量降低,或者采用規(guī)定成分碳含量的下限。為了充分發(fā)揮控制軋制的作用,對鋼中的有害元素、有害氣體及夾雜物要嚴(yán)格控制。采用控制軋制工藝是為了提高鋼板的綜合性能,而鋼中的磷、硫含量直接影響到鋼板的塑性和韌性,冶煉過程中盡可能降低鋼中的磷、硫含量。采用爐外精煉、VD真空處理等技術(shù),以降低鋼中的有害氣體、夾雜及磷、硫含量,訂貨137*8188*0376進(jìn)一步發(fā)揮控制軋制的作用,獲得較理想的效果。為保證鋼中有效B含量,加B前應(yīng)保證Ti含量=0.015%。
軋制工藝
采?、蛐涂刂栖堉?盡量在高溫條件下軋制較多道次,在設(shè)備允許條件下采用較大的道次壓下量,并適當(dāng)延長軋后停留時間,以增加變形奧氏體的再結(jié)晶數(shù)量,使組均勻化。訂貨137*8188*0376待鋼溫降到930℃左右,進(jìn)行奧氏體未結(jié)晶區(qū)軋制。保證未再結(jié)晶區(qū)的總壓下率大于45%,按軋制能力適當(dāng)加大道次變形量,特別是終軋前3~5道次的壓下量應(yīng)該大一些,為隨后奧氏體向鐵素體相變形核創(chuàng)造有利條件,增加形核部位,以達(dá)到細(xì)化鐵素體晶粒的目的。終軋溫度應(yīng)盡可能控制在接近Ar,相變溫度。
3熱處理工藝試驗研究
3.l鋼板原始組及性能取20mm厚度控軋耐磨WNM400A鋼板做相關(guān)實驗室試驗研究。.hgwugang.
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