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WNM400B调质耐磨钢WNM400A舞阳订货137*8188*0376 张经理

调质型耐磨钢WNM400的研制开发

舞阳钢铁有限责任公司通过参考相关文献资料及国内外同等级别耐磨钢标准,设计了舞钢调质型耐磨钢WNM400A的化学成分,确定了冶炼及轧制工艺,研究了淬火、回火工艺对WNM400A钢性能的影响。

WNM400 读作耐磨四零零,N、M分别表示耐磨的“耐”和“磨”字,400是布氏硬度值HB值,W代表舞钢。400硬度值是广义的,国产NM400硬度值范围360-420。他是高强度耐磨钢板。

耐磨钢广泛应用于煤矿机械、工程机械及农业机械领域,是重要的基础材料之一。舞钢公司原有耐磨钢品种是以非调质型为主,其中,WZ.B-

NM400A钢板实物由于与进口钢板有较大的差别,如:冲击性能和抗弯性能较差,不能满足高端耐磨钢用户的使用要求,其适用范围较窄,推广难度大。于是舞钢公司利用现有调质线的设备资源,开发调质型耐磨WNM400A钢板,以满足高端耐磨钢用户的使用需求。主要技术指标见表1。

表1WNM400A钢板力学性能

屈服强度/抗拉强度/延钟/-20℃冲击功/硬度/

4PaMPa%JHB ≥900≥l050≥10≥20360-440

依据国内外耐磨钢生产厂家公布400HB级别的标准成分要求(如德国BRINAR400、DILLl-

DUR400V;瑞典EEMSl01B4、HARDOX400;日本NK-EH-400、NK-EH-4004、SUMIHADE(137*8188*0376订货)

K400),结合现有调质线的生产能力,设计其WNM400A化学成分。

碳 C作为钢中重要的元素之一,其含量直接影响钢的硬度、韧性、强度、淬硬性和焊接性能。含碳量高,硬度高,但韧性差,热处理开裂倾向大,焊接性较差;含碳量过低,硬度低,淬硬性、耐磨性差。为保证钢的硬度、韧性和耐磨性,同时考虑钢的焊接性,碳含量定在0.15%~0.22%之间。

硅 Si Si在钢中不形成碳化物,而是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中。Si提高钢中固溶体的强度;但Si含量过高,钢的过热敏感性大。

故Si含量定为0.20%-0.50%。

锰 Mn Mn是扩大奥氏体相区的元素,随其含量的增加,不但降低共析温度,还降低共析点的含碳量。因此,在相同含碳量及冷却速度下,随着钢中含Mn量的增加.显微组中的珠光体不但细化,而且数量亦增多,从而导致钢的强度和硬度升高”。另外,随Mn含量的增加,Ar,下降,先共析铁素体在更低的温度下析出而细化,使强韧性得到优化;共析温度Ar,下降抑制了碳化物在过冷奥氏体晶界上的析出,使钢保持较高的塑性,降低钢的韧脆转变温度,能显著提高钢的淬透性。Mn的不利一面是增大钢的过热敏感性,晶粒易粗大;另外,还增大回火脆性。因此Mn含量不宜过高,以1.00%~1.50%为宜。

铬 Cr Cr含量对材料的强度、塑性和低温冲击韧性均有较大影响,这是由于Cr能固溶于铁素体和奥氏体中,与钢中的C形成多种碳化物。Cr固溶于奥氏体时,可提高钢的淬透性。当Cr与C形成复杂碳化物并在钢中弥散析出时,可起到弥散强化作用。但是Cr在钢中起强化作用的同时亦使塑性有所降低,并增加回火脆性。因此应根据对强塑性的要求,确定合适的Cr含量。

钼 Mo就调质钢而言,Mo含量的增加,材料的强度、塑性和低温冲击韧性均有较大提高。由于Mo固溶于铁素体和奥氏体时,可使钢的C曲线右移,从而显著提高钢的淬透性,而且Mo能显著提高钢的再结晶温度,提高回火稳定性,调质后可获得细晶粒的索氏体,使强韧性得到改善。当形成Mo的碳化物时,可起到弥散强化作用。(137*8188*0376)当Mo含量较低时(<0.30%),主要以固溶强化、提高淬透性和回火稳定性为主。

镍 Ni Ni可提高调质钢的淬透性,并能改善钢在低温下的韧性,使韧脆转变温度下降。随Ni含量的增加,材料的强度和塑性均有提高,特别对低温冲击韧性提高幅度比较大。这是由于Ni在钢中只形成固溶体,而且固溶强化作用不明显,而主要是通过在塑性变形时增加晶格滑移面来提高材料塑性。由于Ni的价格较高,故其含量不宜过高。

硼 B微量B能使钢的淬透性显著提高。目前较为一致的看法是奥氏体在淬火冷却过程中硼原子偏聚于晶界上,降低晶界能,抑制了铁素体的形核,推迟铁素体的形成,同时晶界上的硼原子也阻滞品界原子的扩散,使铁素体在晶界上扩散形核减缓,从而增加淬透性(137*8188*0376]。

微合金元素

通过采取微合金化手段(添加Nb、V、Ti),进一步细化晶粒。通过加入Nb、V微量元素,可以推迟奥氏体再结晶温度,以便在后期高温轧制获得良好的TMCP效果。另外,Nb、V复合加入可以有效提高钢板强韧性的匹配。

就现有工艺装备而言,由于是电炉冶炼,钢水中[N]含量较高。为发挥B在钢中的作用,在加B的同时,为确保钢中有效B含量,通过添加微量Ti元素来固氮,防止B和N结合以氮化硼析出,进一步提高钢的淬透性。

冶炼及轧制工艺

冶炼工艺

冶炼时,严格控制钢的化学成分。为进一步改善钢板的焊接性能、冷弯性能和韧性,特别是低温韧性,将钢中含碳量降低,或者采用规定成分碳含量的下限。为了充分发挥控制轧制的作用,对钢中的有害元素、有害气体及夹杂物要严格控制。采用控制轧制工艺是为了提高钢板的综合性能,而钢中的磷、硫含量直接影响到钢板的塑性和韧性,冶炼过程中尽可能降低钢中的磷、硫含量。采用炉外精炼、VD真空处理等技术,以降低钢中的有害气体、夹杂及磷、硫含量,订货137*8188*0376进一步发挥控制轧制的作用,获得较理想的效果。为保证钢中有效B含量,加B前应保证Ti含量=0.015%。

轧制工艺

采取Ⅱ型控制轧制,尽量在高温条件下轧制较多道次,在设备允许条件下采用较大的道次压下量,并适当延长轧后停留时间,以增加变形奥氏体的再结晶数量,使组均匀化。订货137*8188*0376待钢温降到930℃左右,进行奥氏体未结晶区轧制。保证未再结晶区的总压下率大于45%,按轧制能力适当加大道次变形量,特别是终轧前3~5道次的压下量应该大一些,为随后奥氏体向铁素体相变形核创造有利条件,增加形核部位,以达到细化铁素体晶粒的目的。终轧温度应尽可能控制在接近Ar,相变温度。

3热处理工艺试验研究

3.l钢板原始组及性能取20mm厚度控轧耐磨WNM400A钢板做相关实验室试验研究。