用于制造挖掘機挖斗的高表面質量熱軋鋼板及制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于低合金鋼制造領域，具體設及一種用于制造挖掘機挖斗的高表面質量 熱社鋼板及制造方法。
【背景技術】
[0002] 大型挖掘機挖斗零件，因其復雜的服役環境，對鋼板具有嚴格的內部質量要求。一 般要求鋼板母材和焊接接頭同時具有高強度及良好的耐磨性、耐蝕性、抗彎能力和成型性； 同時，鋼板表面凹坑、麻點、壓印等缺陷不僅直接影響鋼板的外觀，更對下游終端產品的噴 漆效果產生一定影響。隨著工程機械行業競爭日趨激烈，國內外主要的工程機械零部件生 產廠商對鋼板表面質量的要求也越來越高，除了不允許熱社鋼板表面出現黑灰、凹坑、麻點 等常規缺陷外，甚至要求鋼板可WW內帶外，達到內外表面基本無色差。
[0003] 目前國內挖掘機挖斗普遍采用Q345、醒360和HA畑0X500等鋼材，Q345價格便宜， 但性能一般；醒360和HARD0X500性能較好，但成本較高。同時，高表面質量也是工程機械 廠商的重點使用要求。因此，如何在滿足鋼板性能要求的同時，制造出高表面質量的高強熱 社板成為鋼廠亟待解決的問題。
[0004] 如中國發明專利（公開號CN1644743、公開日2005. 07. 27)公開了一種可加工性、 疲勞特性和表面質量優越的高強度熱社鋼板，它是在控制Si含量不超過0. 1 %，W得到較 好的鋼板表面質量；通過控制P和化含量，W得到較好的可加工性和疲勞特性。此種方法 雖在一定程度上避免了鋼板表面紅色花斑紋的出現，提高了鋼板的表面質量，但未對整個 生產過程中卷取、水質和橫切矯直等環節進行控制，鋼板表面黑灰及麻坑等缺陷很難避免， 不能滿足現今工程機械行業對表面質量的高要求。 陽00引如中國發明專利申請（公開號CN102764760、公開日2012. 11.07)公開了一種高表 面質量熱社鋼板的制造方法，它通過將Si含量控制在0. 15%W下，同時對社制整個流程進 行一定的工藝優化、過程控制，獲得了具有較高表面質量的熱社鋼板。但其并未考慮高強鋼 板合金元素對鋼板表面質量的影響，同時也未考慮水質、卷取過程和橫切矯直等因素對高 強鋼板表面質量的影響。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的就是要提供一種用于制造挖掘機挖斗的高表面質量熱社鋼板。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：用于制造挖掘機挖斗的高表面質量 熱社鋼板， 陽00引含有的化學元素成分及其重量百分比為：碳0.01~0. 15%、娃0.01~0.20%、儘 0.20 ~2.0%、妮 0.01 ~0. 10%、鐵 0.01 ~0. 15%、酸溶侶 0.035 ~0. 050%、儀《0. 15%、 銘《0. 20%、銅《0. 20%、憐《0. 020%、硫《0. 010%及余量為鐵；
[0009] 其中：儀、銘、銅的含量滿足0.15%《Ni+Cr+Cu《0.35%。
[0010] W下簡述本發明中選定合金元素、成分范圍的理由： W11]C(碳）冶量控制在0.01~0. 15wt%范圍內。碳是提高硬度、強度和耐磨性的主 要元素，含有O.Olwt%W上，才能確保鋼板的強度。但過高的碳會降低鋼的延性和成型行， 故本發明中碳含量控制范圍在0.01~0. 15wt%。
[0012] Si(娃）：含量控制在0.005~0.20wt%范圍內。娃是煉鋼脫氧的必要元素，且 W固溶強化形式提高鋼的強度，含量一般在0.005wt%W上。當Si>0. 2wt%時，與0發 生反應后WSi〇2的形式存在，SiO2又與化0易形成化0/化2Si〇4的共析產物或成鐵橄攬石 (2化Si化)，化0/化2Si〇4的共析產物凝固后為錯狀形貌，FeO很難去除；鐵橄攬石嵌入到氧 化鐵皮層中后，與基體的結合非常緊密，高壓水除憐也很難將其除去。本發明中控制Si: 0. 005 ~0. 20wt%，優選為 0.Ol~0. 20wt%。
[001引Mn(儘）：含量控制在0.20~2.0wt%。儘能消除或減弱因硫所引起的熱脆性，從 而改善鋼的熱加工性能。Mn和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度，強化 基體；同時又是碳化物形成元素，進入滲碳體中取代一部分鐵原子，生成MnsC,它與化3C能 相互溶解，在鋼中形成在（FeMn)3C型化合物，從而提高鋼的強度、硬度和耐磨性。因此，一 般含有0.lOwt%W上的儘。但儘含量較高會造成較嚴重的中屯、偏析，并降低初性，儘選擇為 0. 20 ~2.Owt%。
[0014]Nb(妮）：含量控制在0.Ol~0.IOwt%。妮可細化晶粒和彌散強化提高強度，硬 度和耐磨性，0. 10wt%w下即可達到細化晶粒和彌散強化的作用。本發明中控制Nb含量為 0.Ol~0.lOwt%。 陽01引 Ti(鐵）：含量控制在0.Ol~0. 15wt%。適量的鐵在連鑄冷卻條件下生成彌散的 TiN顆粒，由于它的烙點很高，在焊接熱影響區能顯著抑制晶粒長大。本發明中控制Ti含量 為 0.Ol~0. 15wt%。 陽016] Ni(儀）：含量控制在《0. 15wt%。儀的氧化位較低，在氧化時優先氧化，在氧化 鐵皮層會產生Ni富集，形成富Ni的金屬網絲和顆粒，并逐漸演變成一個附著力很強的粘附 層，在高壓水的沖擊下仍不易剝離。而當鋼中還有少量Ni存在時，附著層的厚度會明顯的 增加。但Ni可W提高耐蝕性，提高鋼板的熱加工性。本發明中控制Ni含量《0.15wt%。
[0017] 化（銘）：含量控制在《0.20wt%。銘能使C曲線右移，銘能加強推遲鐵素體，珠光 體轉變，可部分抑制先共析鐵素體，同時可W增加鋼板的耐磨性。但化與Ni類似，易形成 難烙氧化物，附著在鋼板表面，在高壓水的沖擊下仍不易剝離。因此，銘選擇為《0. 20wt%。
[0018] 化（銅）：含量控制在《0. 20wt%。化元素在鋼材中強化鐵素體，同時化對提高 鋼的耐蝕性具有重要作用，化與Ni類似，化富集在氧化鐵皮與金屬集體相界面，會使熱社 板表面出現不規則的表面裂紋，所W應嚴格控制化的含量。因此化選擇為《0. 20wt%。
[0019] 同時，Ni+化+化控制在0.15~0.35wt%的水平，此水平可保證鋼板的耐磨性、耐 蝕性和成型行，同時Ni+化+化超過0. 35wt%時，鋼板表面質量明顯下降。
[0020] 本發明還提供一種如上述所述用于制造挖掘機挖斗鋼板的制造方法，包括W下步 驟： 陽OW 1)冶煉、鑄造
[0022] 按所述成分及重量百分比制備鑄巧；
[0023] 2)社制
[0024] 鑄巧加熱溫度1230~1270°C、加熱時間150~200min后，采用兩階段社制，奧氏 體再結晶區粗社，累計壓下率> 55%，未再結晶區精社，累計壓下率> 50% ; 陽〇2引 如冷卻、卷取
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