低溫韌性和耐腐蝕磨損性優(yōu)異的耐磨損鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合用于產(chǎn)業(yè)機(jī)械、搬運(yùn)設(shè)備等的部件的耐磨損鋼板（abrasion resistant steel plate)。本發(fā)明的耐磨損鋼板低溫韌性（low temperature toughness) 優(yōu)異，是特別適合用于在因與含有水分的土和沙子接觸而產(chǎn)生的磨損（wear or abrasion) 成為問題的部位使用的部件的耐磨損鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直以來(lái)，在建筑、土木、礦山等工地使用的例如電鏟、推土機(jī)、料斗、吊桶、自卸車 等產(chǎn)業(yè)機(jī)械、搬運(yùn)設(shè)備等的部件因與土和沙子（earth and sand)等接觸而產(chǎn)生磨損。因此， 制造上述部件時(shí)，為了延長(zhǎng)其壽命使用耐磨損性優(yōu)異的鋼材。在實(shí)際的使用環(huán)境中，假定土 和沙子等有干燥、濕潤(rùn)等各種狀態(tài)。特別是處于濕潤(rùn)狀態(tài)的土和沙子等有時(shí)含有腐蝕性物 質(zhì)。因此，處于濕潤(rùn)狀態(tài)的土和沙子等產(chǎn)生的磨損將會(huì)成為在含有腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境下的 磨損，即所謂的腐蝕磨損。已知腐蝕磨損作為磨損環(huán)境是非常嚴(yán)苛的，因此需求耐腐蝕磨損 性優(yōu)異的耐磨損鋼材。
[0003] 另外，還假定這些產(chǎn)業(yè)機(jī)械、搬運(yùn)設(shè)備等在(TC以下的低溫環(huán)境使用。因此，要求用 于這些產(chǎn)業(yè)機(jī)械、搬運(yùn)設(shè)備等的部件的鋼材在具有耐磨損性、耐腐蝕磨損性的基礎(chǔ)上，還具 有優(yōu)異的低溫韌性。
[0004] 針對(duì)這樣的要求，例如專利文獻(xiàn)1中提出了一種低溫韌性優(yōu)異的高硬度耐磨損鋼 的制造方法，即，對(duì)具有如下組成的鋼坯進(jìn)行熱軋后，從Arjg變點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行淬火處 理，接著進(jìn)行回火，得到高強(qiáng)度耐磨損鋼，上述鋼坯以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 30~0. 50%，并含 有適量的3丨、]?11、六1、隊(duì)11、恥、8，還含有0:0.10~0.50%、]\1〇 :0.05~1.00%。專利文 獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，通過(guò)含有大量Cr、Mo,提高了淬火性，并且強(qiáng)化了晶界，提高了低溫韌 性。另外，專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，通過(guò)實(shí)施回火處理進(jìn)一步提高了低溫韌性。
[0005] 另外，專利文獻(xiàn)2中，提出了一種水淬及回火處理后的韌性和耐延遲斷裂特性優(yōu) 異的高韌性耐磨損鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 18~0. 25%、Si :0. 10~0. 30%、Mn : 0· 03~0· 10%，并含有適量的Nb、Al、N、B，還含有Cr :1· 00~2. 00%、Mo :大于0· 50且 0. 80%以上。專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，通過(guò)將Mn含量抑制到較低并含有大量Cr、Mo,從 而提高了淬火性，能夠確保規(guī)定的硬度，并且提高了韌性和耐延遲斷裂特性。另外，專利文 獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，通過(guò)進(jìn)一步實(shí)施回火處理而進(jìn)一步提高了低溫韌性。
[0006] 另外，專利文獻(xiàn)3中，提出了一種高韌性耐磨損鋼，其以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 30~ 0. 45%、Si :0. 10 ~0. 50%、Mn :0. 30 ~1. 20%、Cr :0. 50 ~I. 40%、M〇 :0. 15 ~0. 55%、 B :0.0005~0.0050%、sol. Al :0.015~0.060%，還含有適量的Nb和/或Ti。專利文獻(xiàn) 3記載的技術(shù)中，通過(guò)含有大量Cr、Mo,提高了淬火性，并且強(qiáng)化了晶界，提高了低溫韌性。
[0007] 另外，專利文獻(xiàn)4中，提出了一種耐磨損鋼的制造方法，即，對(duì)具有如下組成的鋼 以900°C以下的奧氏體未再結(jié)晶區(qū)中累積壓下率為50%以上進(jìn)行熱軋后，從Ar 3A以上開 始淬火其后進(jìn)行回火，上述鋼以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 05~0. 40%、Cr :0. 1~2. 0%，還含有 適量的Si、Mn、Ti、B、Al、N，可以進(jìn)一步含有Cu、Ni、Mo、V作為任意成分。該技術(shù)中，通過(guò)對(duì) 奧氏體晶粒伸展的組織直接進(jìn)行淬火、回火，形成使原奧氏體晶粒伸展的回火馬氏體組織， 從而顯著提高了低溫韌性。
[0008] 另外，專利文獻(xiàn)5中，提出了一種具有如下組成的低溫韌性優(yōu)異的耐磨損鋼板，其 以質(zhì)量％計(jì)含有(： ：0.10~0.30%、51:0.05~1.0%、]?11:0.1~2.0%、1 :0.10~1.40%、 B :0· 0003 ~0· 0020%，還含有 Ti :0· 005 ~0· 10%和 / 或 Al :0· 035 ~0· 1%。應(yīng)予說(shuō)明， 專利文獻(xiàn)5記載的技術(shù)中，可以進(jìn)一步含有選自Cu、Ni、Cr、V中的1種以上。由此，專利文 獻(xiàn)5記載的技術(shù)中，鋼板具有高的表面硬度，耐磨損性優(yōu)異，并且低溫韌性也優(yōu)異。
[0009] 另外，專利文獻(xiàn)6中記載了彎曲加工性優(yōu)異的耐磨損鋼板。專利文獻(xiàn)6記載的耐 磨損鋼板是具有以質(zhì)量％計(jì)含有C :0. 05~0. 30%、Ti :0. 1~1. 2%且固溶C量為0. 03% 以下的組成，并具有基體為鐵素體相、基體中分散有硬質(zhì)相的組織的耐磨損鋼板。應(yīng)予說(shuō) 明，可以進(jìn)一步含有Nb、V中的1種或2種，Mo、W中的1種或2種，Si、Mn、Cu中的1種或2 種，Ni、B中的1種或2種以及Cr。由此，專利文獻(xiàn)6記載的技術(shù)在不伴有硬度明顯上升的 情況下使針對(duì)土和沙子磨損的耐磨損性和彎曲加工性均提高。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平08 - 41535號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平02 - 179842號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開昭61 - 166954號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2002 - 20837號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2007 - 92155號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2007 - 197813號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 然而，專利文獻(xiàn)1~5中記載的各技術(shù)以具備低溫韌性和耐磨損性為目的。另外， 專利文獻(xiàn)6中記載的技術(shù)以兼具彎曲加工性和耐磨損性為目的。這些專利文獻(xiàn)中均未對(duì)在 處于濕潤(rùn)狀態(tài)的土和沙子這樣的含有腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境下的磨損進(jìn)行過(guò)研宄，存在沒有充 分重視耐腐蝕磨損性這樣的問題。
[0019] 另外，專利文獻(xiàn)1~4中記載的各技術(shù)以進(jìn)行回火處理作為必要條件，存在制造成 本增大這樣的問題。另外，專利文獻(xiàn)5中記載的技術(shù)必須含有W，存在制造成本增大的問題。 專利文獻(xiàn)6中記載的技術(shù)以鐵素體為主相，所以表面硬度低，耐磨損性不充分。
[0020] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，以低廉成本提供耐磨損性優(yōu)異且兼 具優(yōu)異的低溫韌性和優(yōu)異的耐腐蝕磨損性的耐磨損鋼板。
[0021] 本發(fā)明人等為了解決上述目的，對(duì)耐磨損性以及各種重要因素對(duì)低溫韌性、耐腐 蝕磨損性的影響進(jìn)行了深入研宄。其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過(guò)成為必須含有適量Cr和/或Mo的組 成，且以滿足下述式（1)的方式調(diào)整鋼中固溶Cr量和鋼中固溶Mo量，從而能使耐腐蝕磨損 性顯著提高。
[0022] 0. 05 ^ (Crsol+2. 5Mosol) ^ 2. 0......(I)
[0023] (其中，Crsol :鋼中固溶Cr量（質(zhì)量％ )，Mosol :鋼中固溶Mo量（質(zhì)量％ )〇 )
[0024] 推測(cè)這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)必須含有適量Cr和/或Mo，并確保適當(dāng)?shù)墓倘蹸r量和固溶Mo 量，即便鋼板暴露于具有寬范圍的PH的濕潤(rùn)狀態(tài)的土和沙子中，也因 Cr和/或Mo以含氧 酸的形式存在，所以抑制腐蝕磨損。
[0025] 而且還發(fā)現(xiàn)如果在上述組成的基礎(chǔ)上進(jìn)一步將表面硬度維持得較高，則能使針對(duì) 土和沙子磨損的耐磨損性和耐腐蝕磨損性顯著提高。
[0026] 此外，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整成必須含有適量Cr和/或Mo并且至少含有適量 C、Si、Mn、P、S、Al的組成能夠提高淬火性，通過(guò)確保以原奧氏體（γ)粒徑為30ym以下的 淬火態(tài)馬氏體相為主相的組織，還能夠確保優(yōu)異的低溫韌性。
[0027] 本發(fā)明是基于上述觀點(diǎn)進(jìn)一步研宄而完成的。即，本發(fā)明的要點(diǎn)如下。
[0028] (1) 一種低溫韌性和耐腐蝕磨損性優(yōu)異的耐磨損鋼板，其特征在于，具有如下組 成：以質(zhì)量％計(jì)含有 C :0· 10 ~0· 20%、Si :0· 05 ~L 00%、Μη :0· 1 ~2· 0%、P :0· 020% 以 下、S :0· 005% 以下、Al :0· 005 ~0· 100%，還含有 Cr :0· 05 ~2· 0%、M〇 :0· 05 ~L 0% 中 的1種或2種，且鋼中固溶Cr量和鋼中固溶Mo量滿足下述式（1)，剩余部分由Fe和不可避 免的雜質(zhì)構(gòu)成，
[0029] 并且，具有以淬火態(tài)馬氏體相為主相且原奧氏體粒徑為30 μπι以下的組織，
[0030] 并且表面硬度以布氏硬度HBW10/3000計(jì)為360