一种低硬度高韧性锯片钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种低硬度高韧性锯片钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：C：0.23～0.34％，Si：0.10～0.70％，Mn：0.50～1.50％，B：0.0010～0.0050％，Al：0.010～0.080％，Ti：0.005～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％，以及Nb：0.005～0.080％、V：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.80％、Mo：0.01～0.80％、Ni：0.01～0.80％、RE：0.01～0.10％中的至少其中之一。此外，本发明专利技术还公开了上述低硬度高韧性锯片钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和铸造；(2)加热；(3)轧制；(4)在线淬火：先采用水冷冷却至350

【技术实现步骤摘要】
一种低硬度高韧性锯片钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种锯片基体用钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]在石料加工领域中，工作人员常常需要采用由金刚石圆锯片用钢制得的锯片，对花岗岩、大理石等切割对象进行切割。
[0003]在采用金刚石锯片进行切割时，通过金刚石锯片的高速旋转可以对石材进行切割；在通常情况下，采用金刚石锯片切割花岗石的线速度可以控制为25～40m/s，采用金刚石锯片切割大理石的线速度可以控制为45～60m/s。
[0004]但需要注意的是，由于金刚石锯片在切割过程中具有一定的振动频率，在切割过程中振动频率增加，会产生共振现象；因此，为了确保切割过程的安全，在实际应用时通常需要锯片具有较高的弹性极限和较高的屈强比。
[0005]此外，由于锯片的不平度，或是锯片的安装不良，在切割时产生侧压力也有可能会使锯片反复弯曲，进而导致锯片刚度降低并发生疲劳破坏，所以锯片还应该具有较高的刚度和疲劳强度。另外，在切割过程中，由于锯片还需要承受高速旋转所产生的离心力，其水槽部位会承受循环的切割压力和冲击力，所以锯片还应该具有一定的强韧性。
[0006]由此，为了获得满足使用要求的性能，在现有技术中，在制备金刚石锯片时必须通过调质处理，其通常需要将锯片在油中进行淬火，而后再进行回火处理，并控制回火时间为12～14h。现有技术所采用的这种调质热处理工艺存在十分明显的缺点，其不仅存在生产工艺复杂、周期长、能耗高的问题，还有可能因油淬造成环境污染。
[0007]基于此，针对现有技术中的不足和缺陷，有必要研制出一种强度高、红硬性、韧性更好、环境友好型锯片用钢，为此本专利技术期望获得一种新的低硬度高韧性锯片钢，其通过合理的化学成分设计并配合优化工艺，可以确保制得锯片钢同时具备高强度，韧性佳，硬度均匀的优点，其机械加工性和热稳定性优异，且易于焊接，可以有效适用于生产金刚石锯片，具有十分良好的推广前景和应用价值。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种低硬度高韧性锯片钢，该低硬度高韧性锯片钢具有十分优异的综合性能，其屈服强度大于500MPa，抗拉强度为700～900MPa，延伸率大于16％，布氏硬度为200～300HBW，且室温下的夏比V型纵向冲击功大于100J。
[0009]该低硬度高韧性锯片钢不仅具备优异的性能，还具有较低的生产成本，其对于环境比较友好，可以有效制备金刚石锯片，具有十分良好的推广前景和应用价值。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种低硬度高韧性锯片钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：
[0011]C：0.23～0.34％，Si：0.10～0.70％，Mn：0.50～1.50％，B：0.0010～0.0050％，Al：0.010～0.080％，Ti：0.005～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％，以及Nb：0.005～0.080％、V：
0.01～0.20％、Cr：0.01～0.80％、Mo：0.01～0.80％、Ni：0.01～0.80％、RE：0.01～0.10％中的至少其中之一。
[0012]进一步地，在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，其各化学元素质量百分比为：
[0013]C：0.23～0.34％，Si：0.10～0.70％，Mn：0.50～1.50％，B：0.0010～0.0050％，Al：0.010～0.080％，Ti：0.005～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％，以及Nb：0.005～0.080％、V：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.80％、Mo：0.01～0.80％、Ni：0.01～0.80％、RE：0.01～0.10％中的至少其中之一；余量为Fe和不可避免的杂质。
[0014]在本专利技术的上述技术方案中，本专利技术采用了合理的化学成分设计，其成分设计简单且合理，其主要以中高碳、锰、钒为主添加元素，从而有效降低生产制造的成本。
[0015]在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢的化学成分设计中，本专利技术以低合金为主，其充分利用Nb、Ti等微合金元素的细化、强化等特点，可以在减少C及Cr、Mo和Ni等合金元素的同时，保证低硬度高韧性锯片钢具备良好的力学性能以及优异的焊接性能。
[0016]在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0017]C：在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，C是锯片钢中最基本、最重要的元素，添加适量的C元素可以提高钢材的强度和硬度，进而提高钢材的耐磨性。但需要注意的是，C元素同时会对钢材的韧性和焊接性能产生不利影响，因此，需要合理控制钢中C元素含量。基于此，考虑到C元素含量对于锯片钢性能的影响，在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，将C元素的质量百分比控制在0.23～0.34％之间。
[0018]Si：在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，Si可以固溶在铁素体和奥氏体中，进而可以提高它们的硬度和强度，然而Si元素含量过高时也会导致钢材的韧性急剧下降。同时，结合考虑到硅与氧的亲和力比铁强，在焊接时很容易产生低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，影响焊缝质量，因此钢中Si元素含量不宜过多。基于此，在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，将Si元素的质量百分比控制在0.10～0.70％之间。
[0019]Mn：在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，添加适量的Mn元素可以强烈地增加钢材的淬透性，降低钢材的转变温度和钢的临界冷却速度。但需要注意的是，钢中Mn元素含量不宜过高，当钢中Mn元素含量过高时，不仅有使晶粒粗化的倾向，还会增加钢的回火脆敏感性，而且很容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。基于此，在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，将Mn元素的质量百分比控制在0.50～1.50％之间。
[0020]B：在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，添加适量的B元素可以增加钢材的淬透性，但钢中B元素含量过高时，将导致热脆现象，影响钢的焊接性能及热加工性能，因此需要严格控制钢中B元素的含量。基于此，在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，将B元素的质量百分比控制在0.0010～0.0050％之间。
[0021]Al：在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，Al元素能够和钢中的N元素形成细小难溶的AlN颗粒，细化钢材的晶粒。钢中添加适量的Al元素可以有效细化钢的晶粒，固定钢中的N和O，以减轻钢对缺口的敏感性，减小或消除钢材的时效现象，并提高钢材的韧性。基于此，在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，将Al元素的质量百分比控制在0.010～0.080％之间。
[0022]Ti：在本专利技术所述的低硬度高韧性锯片钢中，Ti是强碳化物形成元素之一，Ti元素可以与C元素结合形成细微的TiC颗粒。其中，TiC颗粒细小，其可以分布在晶界，从而达到细
化晶粒的效果；此外，TiC颗粒较硬，其可以提高钢的耐磨性。基于此，考虑到Ti元素的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低硬度高韧性锯片钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：C：0.23～0.34％，Si：0.10～0.70％，Mn：0.50～1.50％，B：0.0010～0.0050％，Al：0.010～0.080％，Ti：0.005～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％，以及Nb：0.005～0.080％、V：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.80％、Mo：0.01～0.80％、Ni：0.01～0.80％、RE：0.01～0.10％中的至少其中之一。2.如权利要求1所述的低硬度高韧性锯片钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：C：0.23～0.34％，Si：0.10～0.70％，Mn：0.50～1.50％，B：0.0010～0.0050％，Al：0.010～0.080％，Ti：0.005～0.080％，Ca：0.0010～0.0080％，以及Nb：0.005～0.080％、V：0.01～0.20％、Cr：0.01～0.80％、Mo：0.01～0.80％、Ni：0.01～0.80％、RE：0.01～0.10％中的至少其中之一；余量为Fe和不可避免的杂质。3.如权利要求1或2所述的低硬度高韧性锯片钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：C：0.26～0.33％，Si：0.15～0.70％，Mn：0.50～1.40％，B：0.0010～0.0040％，Al：0.010～0.070％，Ti：0.005～0.070％，Ca：0.0010～0.0060％，以及Nb：0.008～0.060％、V：0.01～0.15％、Cr：0.05～0.60％、Mo：0.05～0.60％、Ni：0.05～0.60％、RE：0.01～0.06％中的一种或几种；余量为Fe和不可避免的杂质。4.如权利要求3所述的低硬度高韧性锯片钢，其特征在于，其各化学元素还满足下述各项的至少其中之一：C：0.27～0.33％；Si：0.15～0.65％；Mn：0.6～1.4％；B：0.0010～0.0035％；Ti：0.005～0.060％；Al：0.01～0.06％；Nb：0.008～0.05％；V：0.015～0.12％Cr：0.05～0.5％；Mo：0.05～0.5％；Ni：0.05～0.5％；RE：0.01～0.05％；Ca：0.001～0.005％。5.如权利要求1或2所述的低硬度高韧性锯片钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，P≤0.030％，S≤0.010％，N≤0.0080％，O≤0.0080％，H≤0.0004％。6.如权利要求5所述的低硬度高韧性锯片钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.0060％，O≤0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红斌，华蔚，施青，鲁岩，丁建华，沈燕，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：