一种含V微合金化厚规格耐磨钢及其生产方法转让专利
申请号 : CN201910610966.X
文献号 : CN110358972B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 许斌 , 刘红艳 , 王昭东 , 陈子刚 , 吕德文 , 杜琦铭 , 姚宙 , 张卫攀
申请人 : 邯郸钢铁集团有限责任公司 , 河钢股份有限公司邯郸分公司
摘要 :
本发明一种含V微合金化厚规格耐磨钢，成分重量百分比范围为：C：0.37%~0.42%，Si：0.10%~0.30%，Mn：0.30%~0.55%，P：≤0.020%，S：≤0.010%，Als：0.030%~0.055%，Nb：0.010%~0.030%，V：0.08%~0.12%，Ti：0.010%~0.030%，Cr：0.30%~0.50%；Mo：0.10%~0.25%；Ni：0.40%‑0.80%；B：0.0005%~0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质；本发明含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，包括炼钢、连铸、铸坯加热、铸坯双轧程控制轧制、间隔式快速控制冷却、淬火、回火工序；本发明采用含V微合金化成分体系，通过在线控冷+离线淬火+回火工艺，实现高等级耐磨钢微观组织马氏体形态柔性化控制，生产的厚度≥30mm含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及耐磨性。
权利要求 :
1.一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，其特征在于：包括炼钢、连铸、铸坯加热、铸坯双轧程控制轧制、间隔式快速控制冷却、淬火、回火工序，所述连铸工序中铸坯成分重量百分比范围为：C：0.37% 0.42%，Si：0.10% 0.30%，Mn：0.30% 0.55%，P：≤0.020%，S：≤~ ~ ~
0.010%，Als：0.030% 0.055%，Nb：0.010% 0.030%，V：0.08% 0.12%，Ti：0.010% 0.030%，Cr：~ ~ ~ ~
0.30% 0.50%；Mo：0.10% 0.25%；Ni：0.40%-0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤~ ~ ~
0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质；
所述间隔式快速控制冷却工序为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组或者第1组+第4组或者第2组+第4组间隔组合开启；ACC冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组+第5组+第7组+第9组+第11组+第13组+第15组或者第2组+第4组+第6组+第8组+第10组+第12组+第14组间隔组合开启；③DQ段开始冷却温度范围740℃~
820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转变区域范围480-560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒 45秒；
~
所述淬火工序，淬火加热速度：40℃/min 75℃/min，淬火加热温度：840℃ 890℃，淬火~ ~
保温时间为：60分 120分，淬火冷却速度为：29℃/s 56℃/s；
~ ~
所述回火工序，回火加热速度：10℃/min 30℃/min，回火加热温度：150℃ 240℃，回火~ ~
保温时间为：90分 180分，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间不低于24小时。
~
2.如权利要求1所述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，其特征在于：其化学成分的重量百分比范围优选为：C：0.38% 0.41%，Si：0.10% 0.25%，Mn：0.35% 0.50%，P：≤~ ~ ~
0.015%，S：≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，Nb：0.015% 0.025%，V：0.08% 0.10%，Ti：0.010%~ ~ ~ ~
0.020%，Cr：0.30% 0.40%；Mo：0.15% 0.25%；Ni：0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤~ ~ ~ ~
0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，其特征在于：所述铸坯加热工序，铸坯再加热温度范围为1140℃ 1180℃；所述双轧程轧制工序，第一轧程温~
度范围960℃ 1130℃，第二轧程温度范围840℃ 930℃，中间坯待温厚度为1.7 h 3.0h，其~ ~ ~
中h为成品钢板厚度。
4.如权利要求1所述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，其特征在于：为了保证钢板板形平直度及冷却速度，所述淬火冷却：缝隙冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.1倍 1.5倍，上表面冷却水流量范围300m3/h 700m3/h，高压冷却段钢~ ~
板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍 1.7倍，上表面冷却水流量范围300m3/h ~
4503/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍 1.7倍，上表面~ ~
冷却水流量范围200m3/h 4003/h。
~
5.如权利要求1或3或4所述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，其特征在于：生产的耐磨钢钢板厚度范围为30mm 60mm；微观组织为细小的板条马氏体，马氏体“板条~
束”百分比含量范围60% 90%、平均尺寸为0.6021μm 1.7453μm，马氏体“板条块”百分比含量~ ~
范围10% 40%；所述耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度≥~
1780MPa，表面布氏硬度≥580HBW，-20℃冲击韧性≥40J。
说明书 :
一种含V微合金化厚规格耐磨钢及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含V微合金化厚规格耐磨钢及其生产方法，属冶金板带生产技术领域。
背景技术
[0002] 高强度耐磨钢板可以提高冶金、煤矿、水泥、化工等行业工程机械设备磨损部件的使用寿命，降低设备自重，在节约能源和材料同时也有着积极的经济意义。目前国内生产的
高级别耐磨钢板产品，往往随着强度、硬度的升高存在韧性不足的问题，在磨损工况的条件
下易发生脆性剥落、断裂等早期失效；而且由于其自身强韧性能匹配的局限性，限制了高等
级耐磨钢的应用领域，对于厚度大于等于30mm规格、布氏硬度大于等于580HBW的耐磨钢产
品更为突出，长期依赖进口。
高级别耐磨钢板产品，往往随着强度、硬度的升高存在韧性不足的问题，在磨损工况的条件
下易发生脆性剥落、断裂等早期失效；而且由于其自身强韧性能匹配的局限性，限制了高等
级耐磨钢的应用领域，对于厚度大于等于30mm规格、布氏硬度大于等于580HBW的耐磨钢产
品更为突出，长期依赖进口。
[0003] 生产具有良好强韧匹配及具有良好耐磨性能的高等级耐磨钢产品，拓展使用领域，成为冶金领域各大企业的一大发展方向；如：不仅适用工程机械、矿山机械、建筑机械、
装卸机械等，且具有良好强韧性能匹配的耐磨钢产品可适用于新能源发电、新能源汽车、3D
打印机壳体等新兴技术领域。
装卸机械等，且具有良好强韧性能匹配的耐磨钢产品可适用于新能源发电、新能源汽车、3D
打印机壳体等新兴技术领域。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种含V微合金化厚规格耐磨钢及其生产方法，采用含V微合金化成分体系，通过在线控冷+离线淬火+回火工艺，实现高等级耐磨钢微
观组织马氏体形态柔性化控制，生产的厚度≥30mm含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及耐磨
性。
观组织马氏体形态柔性化控制，生产的厚度≥30mm含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及耐磨
性。
[0005] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0006] 一种含V微合金化厚规格耐磨钢，其化学成分的重量百分比分别为：C：0.37%~
0.42%，Si：0.10% 0.30%，Mn：0.30% 0.55%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，Nb：
~ ~ ~
0.010% 0.030%，V：0.08% 0.12%，Ti：0.010% 0.030%，Cr：0.30% 0.50%；Mo：0.10% 0.25%；
~ ~ ~ ~ ~
Ni：0.40% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不
~ ~
可避免的杂质。
0.42%，Si：0.10% 0.30%，Mn：0.30% 0.55%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，Nb：
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0.010% 0.030%，V：0.08% 0.12%，Ti：0.010% 0.030%，Cr：0.30% 0.50%；Mo：0.10% 0.25%；
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Ni：0.40% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不
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可避免的杂质。
[0007] 一种含V微合金化厚规格耐磨钢，其化学成分的重量百分比范围优选为：C：0.38%~
0.41%，Si：0.10% 0.25%，Mn：0.35% 0.50%，P：≤0.015%，S：≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，
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Nb：0.015% 0.025%，V：0.08% 0.10%，Ti：0.010% 0.020%，Cr：0.30% 0.40%；Mo：0.15%
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0.25%；Ni：0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为
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Fe及不可避免的杂质。
0.41%，Si：0.10% 0.25%，Mn：0.35% 0.50%，P：≤0.015%，S：≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，
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Nb：0.015% 0.025%，V：0.08% 0.10%，Ti：0.010% 0.020%，Cr：0.30% 0.40%；Mo：0.15%
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0.25%；Ni：0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为
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Fe及不可避免的杂质。
[0008] 一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，包括炼钢、连铸、铸坯加热、铸坯双轧程控制轧制、间隔式快速控制冷却、淬火、回火工序，所述连铸工序中铸坯成分重量百分比
范围为：C：0.37% 0.42%，Si：0.10% 0.30%，Mn：0.30% 0.55%，P：≤0.020%，S：≤0.010%，Als：
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0.030% 0.055%，Nb：0.010% 0.030%，V：0.08% 0.12%，Ti：0.010% 0.030%，Cr：0.30% 0.50%；
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Mo：0.10% 0.25%；Ni：0.40%-0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤
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1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。
范围为：C：0.37% 0.42%，Si：0.10% 0.30%，Mn：0.30% 0.55%，P：≤0.020%，S：≤0.010%，Als：
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0.030% 0.055%，Nb：0.010% 0.030%，V：0.08% 0.12%，Ti：0.010% 0.030%，Cr：0.30% 0.50%；
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Mo：0.10% 0.25%；Ni：0.40%-0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤
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1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。
[0009] 上述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，所述铸坯加热工序，铸坯再加热温度范围为1140℃ 1180℃；所述双轧程轧制工序，第一轧程温度范围960℃ 1130℃，第
~ ~
二轧程温度范围840℃ 930℃，中间坯待温厚度为1.7 h 3.0h，其中h为成品钢板厚度。
~ ~
~ ~
二轧程温度范围840℃ 930℃，中间坯待温厚度为1.7 h 3.0h，其中h为成品钢板厚度。
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[0010] 上述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，所述间隔式快速控制冷却工序为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组或者第1组+
第4组或者第2组+第4组间隔组合开启；ACC冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组+第5
组+第7组+第9组+第11组+第13组+第15组或者第2组+第4组+第6组+第8组+第10组+第12组+
第14组间隔组合开启；③DQ段开始冷却温度范围740℃ 820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏
~
体相变转变区域范围480-560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒 45秒。
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第4组或者第2组+第4组间隔组合开启；ACC冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组+第5
组+第7组+第9组+第11组+第13组+第15组或者第2组+第4组+第6组+第8组+第10组+第12组+
第14组间隔组合开启；③DQ段开始冷却温度范围740℃ 820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏
~
体相变转变区域范围480-560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒 45秒。
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[0011] 上述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，所述淬火工序，淬火加热速度：40℃/min 75℃/min，淬火加热温度：840℃ 890℃，淬火保温时间为：60分 120分，淬火
~ ~ ~
冷却速度为：29℃/s 56℃/s。
~
~ ~ ~
冷却速度为：29℃/s 56℃/s。
~
[0012] 上述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，为了保证钢板板形平直度及冷却速度，所述淬火冷却：缝隙冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.1倍
1.5倍，上表面冷却水流量范围300m3/h 700m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上
~ ~
表面冷却水流量的1.3倍 1.7倍，上表面冷却水流量范围300m3/h 4503/h，低压冷却段钢板
~ ~
下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍 1.7倍，上表面冷却水流量范围200m3/h
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4003/h。
1.5倍，上表面冷却水流量范围300m3/h 700m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上
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表面冷却水流量的1.3倍 1.7倍，上表面冷却水流量范围300m3/h 4503/h，低压冷却段钢板
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下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍 1.7倍，上表面冷却水流量范围200m3/h
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4003/h。
[0013] 上述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，所述回火工序，回火加热速度：10℃/min 30℃/min，回火加热温度：150℃ 240℃，回火保温时间为：90分 180分，回火
~ ~ ~
后钢板缓冷至室温，缓冷时间不低于24小时。
~ ~ ~
后钢板缓冷至室温，缓冷时间不低于24小时。
[0014] 上述的一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，生产的耐磨钢钢板厚度范围为30mm 60mm；微观组织为细小的板条马氏体，马氏体“板条束”百分比含量范围60% 90%、平
~ ~
均尺寸为0.6021μm 1.7453μm，马氏体“板条块”百分比含量范围10% 40%；所述耐磨钢具有
~ ~
良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度≥1780MPa，表面布氏硬度≥580HBW，-
20℃冲击韧性≥40J。
~ ~
均尺寸为0.6021μm 1.7453μm，马氏体“板条块”百分比含量范围10% 40%；所述耐磨钢具有
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良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度≥1780MPa，表面布氏硬度≥580HBW，-
20℃冲击韧性≥40J。
[0015] 本发明成分体系中添加0.08wt% 0.12wt% 的V元素，主要原因分析如下：（1）铸坯~
在相同加热温度下，尤其是1150℃ 1180℃低温加热时，与其他微合金元素相比，V的溶解度
~
最大，可以在相对较低的加热温度范围内全固溶在奥氏体中，可以降低铸坯二次再加热温
度范围，避免高温加热原始奥氏体晶粒的粗化缺陷；（2）采用间隔式快速冷却工艺至贝氏体
转变区，首先快速冷却过程中，随温度迅速降低，V的碳、氮化物在钢中的固溶度积迅速减小
而大量弥散析出，其次是控制冷却采用间隔式，可以实现V的碳、氮化物不断的、反复的析出
和再形核，促使V的碳、氮化物弥散、细小、充分析出；再次是快速冷却终止温度为贝氏体转
变温度范围，即可得到细小的形变贝氏体+针状铁素体组织，热处理工序前高等级耐磨钢原
始形变晶粒度≥9.5级，又能为V的碳、氮化物反复的析出和再形核提供较为充裕的时间；
（3）钢板淬火加热过程中，含V耐磨钢板原始细小的形变组织及大量细小弥散的析出物，加
快了含V耐磨钢强化相V的碳、氮化物的均匀化扩散进程，缩短加热保温时间；淬火冷却过程
中瞬间冻结均匀强化相V的碳、氮化物，避免碳化物、微合金等强化相的偏聚，得到布氏硬度
均匀、耐磨性能良好、强韧性能配合优异的高等级耐磨钢；（4）采用低温回火工艺，排列组合
调节回火温度+保温时间，柔性化控制回火后马氏体“板条束”、“板条块”百分比含量，其中
马氏体“板条束”的含量百分比+尺寸大小决定高等级耐磨钢的低温韧性、强度、硬度、以及
耐磨性能，其中马氏体“板条块”的含量百分比+尺寸大小决定高等级耐磨钢的强度、硬度、
耐磨性，“板条束”+“板条块”含量百分比、尺寸大小最终决定于高等级耐磨钢高表面布氏硬
度，良好的低温冲击韧性和耐磨性能。
在相同加热温度下，尤其是1150℃ 1180℃低温加热时，与其他微合金元素相比，V的溶解度
~
最大，可以在相对较低的加热温度范围内全固溶在奥氏体中，可以降低铸坯二次再加热温
度范围，避免高温加热原始奥氏体晶粒的粗化缺陷；（2）采用间隔式快速冷却工艺至贝氏体
转变区，首先快速冷却过程中，随温度迅速降低，V的碳、氮化物在钢中的固溶度积迅速减小
而大量弥散析出，其次是控制冷却采用间隔式，可以实现V的碳、氮化物不断的、反复的析出
和再形核，促使V的碳、氮化物弥散、细小、充分析出；再次是快速冷却终止温度为贝氏体转
变温度范围，即可得到细小的形变贝氏体+针状铁素体组织，热处理工序前高等级耐磨钢原
始形变晶粒度≥9.5级，又能为V的碳、氮化物反复的析出和再形核提供较为充裕的时间；
（3）钢板淬火加热过程中，含V耐磨钢板原始细小的形变组织及大量细小弥散的析出物，加
快了含V耐磨钢强化相V的碳、氮化物的均匀化扩散进程，缩短加热保温时间；淬火冷却过程
中瞬间冻结均匀强化相V的碳、氮化物，避免碳化物、微合金等强化相的偏聚，得到布氏硬度
均匀、耐磨性能良好、强韧性能配合优异的高等级耐磨钢；（4）采用低温回火工艺，排列组合
调节回火温度+保温时间，柔性化控制回火后马氏体“板条束”、“板条块”百分比含量，其中
马氏体“板条束”的含量百分比+尺寸大小决定高等级耐磨钢的低温韧性、强度、硬度、以及
耐磨性能，其中马氏体“板条块”的含量百分比+尺寸大小决定高等级耐磨钢的强度、硬度、
耐磨性，“板条束”+“板条块”含量百分比、尺寸大小最终决定于高等级耐磨钢高表面布氏硬
度，良好的低温冲击韧性和耐磨性能。
[0016] 本发明核心控制工艺制定依据为：首先利用DIL805L相变膨胀仪测出该成分体系不同等温时间、不同冷却速率的相变转变规律，根据检测结果制定热处理工艺；其次是利用
箱式电阻热处理炉进行交叉回火实验，获得系列回火温度、系列保温时间工艺下，该成分系
统、该工艺条件下马氏体形态的变化规律。
箱式电阻热处理炉进行交叉回火实验，获得系列回火温度、系列保温时间工艺下，该成分系
统、该工艺条件下马氏体形态的变化规律。
[0017] 本发明的有益效果为：
[0018] 采用本发明生产的钢板厚度范围为30mm 60mm；微观组织为细小的板条马氏体，马~
氏体“板条束”百分比含量范围60% 90%、平均尺寸为0.6021μm 1.7453μm，马氏体“板条块”
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百分比含量范围10% 40%，实现高等级耐磨钢微观组织马氏体形态柔性化控制；生产的含V
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耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度≥1780MPa，表面布氏硬度
≥580HBW，-20℃冲击韧性≥40J，耐磨性能与相同硬度级别耐磨钢相比提升1.18 1.53倍。
~
氏体“板条束”百分比含量范围60% 90%、平均尺寸为0.6021μm 1.7453μm，马氏体“板条块”
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百分比含量范围10% 40%，实现高等级耐磨钢微观组织马氏体形态柔性化控制；生产的含V
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耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度≥1780MPa，表面布氏硬度
≥580HBW，-20℃冲击韧性≥40J，耐磨性能与相同硬度级别耐磨钢相比提升1.18 1.53倍。
~
[0019] 本发明工艺生产的耐磨钢产品，不仅具有较高的强度和耐磨性能，同时具有良好的低温韧性，拓展了高等级耐磨钢的使用领域，不仅适用于冶金、煤矿、水泥、化工等行业，
同时适用于工程机械、矿山机械、建筑机械、装卸机械等，且具有良好强韧性能匹配的耐磨
钢产品可适用于新能源发电、新能源汽车、3D打印机壳体等新兴技术领域。
同时适用于工程机械、矿山机械、建筑机械、装卸机械等，且具有良好强韧性能匹配的耐磨
钢产品可适用于新能源发电、新能源汽车、3D打印机壳体等新兴技术领域。
附图说明
[0020] 图1本发明成分体系下高等级耐磨钢相变转变规律，即静态CCT曲线；
[0021] 图2是本发明实施例1淬火前，原始形变贝氏体+针状铁素体组织；
[0022] 图3是本发明实施例2淬火前，原始形变贝氏体+针状铁素体组织；
[0023] 图4是本发明实施例3淬火前，原始形变贝氏体+针状铁素体组织；
[0024] 图5是本发明实施例4淬火前，原始形变贝氏体+针状铁素体组织；
[0025] 图6是本发明实施例1热处理后马氏体形态微观组织图；
[0026] 图7是本发明实施例2热处理后马氏体形态微观组织图；
[0027] 图8是本发明实施例3热处理后马氏体形态微观组织图；
[0028] 图9是本发明实施例4热处理后马氏体形态微观组织图。
具体实施方式
[0029] 本发明提供一种含V微合金化厚规格耐磨钢，其化学成分的重量百分比范围为：C：0.37% 0.42%，优选0.38% 0.41%；Si：0.10% 0.30%，优选0.10% 0.25%；Mn：0.30% 0.55%，优
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选0.35% 0.50%；P≤0.020%，优选P≤0.015%；S≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，Nb：0.010%
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0.030%，优选0.015% 0.025%；V：0.08% 0.12%，优选0.08% 0.10%；Ti：0.010% 0.030%，优选
~ ~ ~ ~
0.010% 0.020%；Cr：0.30% 0.50%，优选0.30% 0.40%；Mo：0.10% 0.25%；优选0.15% 0.25%；
~ ~ ~ ~ ~
Ni：0.40%-0.80%，优选0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤
~ ~
1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质；
~ ~ ~ ~ ~
选0.35% 0.50%；P≤0.020%，优选P≤0.015%；S≤0.010%，Als：0.030% 0.055%，Nb：0.010%
~ ~ ~
0.030%，优选0.015% 0.025%；V：0.08% 0.12%，优选0.08% 0.10%；Ti：0.010% 0.030%，优选
~ ~ ~ ~
0.010% 0.020%；Cr：0.30% 0.50%，优选0.30% 0.40%；Mo：0.10% 0.25%；优选0.15% 0.25%；
~ ~ ~ ~ ~
Ni：0.40%-0.80%，优选0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤
~ ~
1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质；
[0030] 本发明还提供一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，包括炼钢、连铸、铸坯加热、铸坯双轧程控制轧制、间隔式快速控制冷却、淬火、回火等工序，所述连铸工序中铸坯
成分重量百分比范围为：C：0.37% 0.42%，优选0.38% 0.41%；Si：0.10% 0.30%，优选0.10%
~ ~ ~ ~
0.25%；Mn：0.30% 0.55%，优选0.35% 0.50%；P≤0.020%，优选P≤0.015%；S≤0.010%，Als：
~ ~
0.030% 0.055%，Nb：0.010% 0.030%，优选0.015% 0.025%；V：0.08% 0.12%，优选0.08%
~ ~ ~ ~ ~
0.10%；Ti：0.010% 0.030%，优选0.010% 0.020%；Cr：0.30% 0.50%，优选0.30% 0.40%；Mo：
~ ~ ~ ~
0.10% 0.25%；优选0.15% 0.25%；Ni：0.40%-0.80%，优选0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；
~ ~ ~ ~
O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质；
成分重量百分比范围为：C：0.37% 0.42%，优选0.38% 0.41%；Si：0.10% 0.30%，优选0.10%
~ ~ ~ ~
0.25%；Mn：0.30% 0.55%，优选0.35% 0.50%；P≤0.020%，优选P≤0.015%；S≤0.010%，Als：
~ ~
0.030% 0.055%，Nb：0.010% 0.030%，优选0.015% 0.025%；V：0.08% 0.12%，优选0.08%
~ ~ ~ ~ ~
0.10%；Ti：0.010% 0.030%，优选0.010% 0.020%；Cr：0.30% 0.50%，优选0.30% 0.40%；Mo：
~ ~ ~ ~
0.10% 0.25%；优选0.15% 0.25%；Ni：0.40%-0.80%，优选0.50% 0.80%；B：0.0005% 0.0018%；
~ ~ ~ ~
O≤0.0025%；N≤0.0045%；H≤1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质；
[0031] 本发明提供一种含V微合金化厚规格耐磨钢的生产方法，铸坯再加热温度范围为1140℃ 1180℃，所述双轧程轧制，第一轧程温度范围960℃ 1130℃，第二轧程温度范围840
~ ~
℃ 930℃，中间坯待温厚度为1.7h 3.0h，其中h为成品钢板厚度；
~ ~
~ ~
℃ 930℃，中间坯待温厚度为1.7h 3.0h，其中h为成品钢板厚度；
~ ~
[0032] 本发明还提供了新型间隔式快速控制冷却工艺为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②目前，国内外冶金行业通用DQ冷却段为4组， ACC冷却段为15组，每组均可单独控制冷却工艺；
在本发明中，DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组或者第1组+第4组或者第2组+第4
组间隔组合开启： ACC冷却段采用间隔开启方式：第1组+第3组+第5组+第7组+第9组+第11
组+第13组+第15组或者第2组+第4组+第6组+第8组+第10组+第12组+第14组间隔组合开启；
③DQ段开始冷却温度范围740℃ 820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转变区域范围
~
480-560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒 45秒；
~
在本发明中，DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组或者第1组+第4组或者第2组+第4
组间隔组合开启： ACC冷却段采用间隔开启方式：第1组+第3组+第5组+第7组+第9组+第11
组+第13组+第15组或者第2组+第4组+第6组+第8组+第10组+第12组+第14组间隔组合开启；
③DQ段开始冷却温度范围740℃ 820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转变区域范围
~
480-560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒 45秒；
~
[0033] 淬火加热速度：40℃/min 75℃/min，淬火加热温度：840℃ 890℃，淬火保温时间~ ~
为：60分 120分，淬火冷却速度为：29℃/s 56℃/s。
~ ~
为：60分 120分，淬火冷却速度为：29℃/s 56℃/s。
~ ~
[0034] 为了保证钢板板形平直度及冷却速度，所述淬火冷却：缝隙段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.1倍-1.5倍，上表面冷却水流量范围300m3/h 700m3/h，高压
~
冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍-1.7倍，上表面冷却水流量范
围300m3/h 4503/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍-1.7
~
倍，上表面冷却水流量范围200m3/h 4003/h；
~
~
冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍-1.7倍，上表面冷却水流量范
围300m3/h 4503/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍-1.7
~
倍，上表面冷却水流量范围200m3/h 4003/h；
~
[0035] 回火加热速度：10℃/min 30℃/min，回火加热温度：150℃ 240℃，回火保温时间~ ~
为：90分 180分，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间不低于24小时；
~
为：90分 180分，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间不低于24小时；
~
[0036] 本发明核心控制工艺制定依据为：首先利用DIL805L相变膨胀仪上测出该成分体系不同等温时间、不同冷却速率的相变转变规律，实验结果见表1所示，根据检测结果制定
热处理工艺；其次是利用箱式电阻热处理炉进行交叉回火实验，获得系列回火温度、系列保
温时间工艺下，该成分系统、该工艺条件下马氏体形态的变化规律，检测结果见表2所示。
热处理工艺；其次是利用箱式电阻热处理炉进行交叉回火实验，获得系列回火温度、系列保
温时间工艺下，该成分系统、该工艺条件下马氏体形态的变化规律，检测结果见表2所示。
[0037] 表1 该成分体系不同等温时间、不同冷却速率的相变转变规律
[0038]
[0039] 表2 该成分体系、该生产工艺，系列回火工艺马氏体形态的变化规律（百分比含量检测精度90%）
[0040]
[0041] 本发明工艺生产的钢板厚度范围为30 60mm；~
[0042] 以下通过四个实施例，对本发明作进一步说明和具体阐述：
[0043] 实施例1：通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.37%，Si：0.10%，Mn：0.30%，P：0.010%，S：0.003%，Als：0.045%，Nb：0.010%，V：
0.094%，Ti：0.010%，Cr：0.35%；Mo：0.10%；Ni：0.66%；B：0.0005%；O：0.0021%；N：0.0035%；H：
1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1140℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围965 1130℃，第二轧程温度范围880 930℃，中间坯待温厚度为3.0h即
~ ~
90mm，其中h为成品钢板厚度。
0.094%，Ti：0.010%，Cr：0.35%；Mo：0.10%；Ni：0.66%；B：0.0005%；O：0.0021%；N：0.0035%；H：
1.5ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1140℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围965 1130℃，第二轧程温度范围880 930℃，中间坯待温厚度为3.0h即
~ ~
90mm，其中h为成品钢板厚度。
[0044] 新型控制冷却工艺为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组间隔式开启；ACC冷却段采用间隔开启方式：第1组+第3组+第5组+第7组+第9组
+第11组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转
变区域范围560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒。
+第11组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度820℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转
变区域范围560℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围15秒。
[0045] 淬火加热速度：75℃/min，淬火加热温度：840℃，淬火保温时间为：60分，淬火冷却速度为：56℃/s。淬火冷却：缝隙段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.1倍，上
表面冷却水流量范围300m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的
1.3倍，上表面冷却水流量范围300m3/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却
水流量的1.3倍，上表面冷却水流量范围200m3/h。
表面冷却水流量范围300m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的
1.3倍，上表面冷却水流量范围300m3/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却
水流量的1.3倍，上表面冷却水流量范围200m3/h。
[0046] 回火加热速度：30℃/min，回火加热温度：150℃，回火保温时间为：90分，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间24小时。
[0047] 生产的钢板厚度为30mm；图2显示，热处理工序前原始形变晶粒度11.5级贝氏体+针状铁素体组织；图6显示，热处理后最终微观组织为细小的板条马氏体，马氏体“板条束”
百分比含量范围90%、平均尺寸为0.6021μm，马氏体“板条块”百分比含量范围10%。
百分比含量范围90%、平均尺寸为0.6021μm，马氏体“板条块”百分比含量范围10%。
[0048] 生产的含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度1934MPa，表面布氏硬度608HBW，-20℃冲击韧性84J，耐磨性能与相同硬度级别耐磨钢相比
提升1.18倍。
提升1.18倍。
[0049] 实施例2：通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.39%，Si：0.15%，Mn：0.42%，P：0.020%，S：0.010%，Als：0.030%，Nb：0.028%，V：
0.080%，Ti：0.019%，Cr：0.30%；Mo：0.17%；Ni：0.40%；B：0.00010%；O：0.0025%；N：0.0045%；H：
1.2ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1153℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围975 1122℃，第二轧程温度范围854 918℃，中间坯待温厚度为2.3h即
~ ~
92mm，其中h为成品钢板厚度。
0.080%，Ti：0.019%，Cr：0.30%；Mo：0.17%；Ni：0.40%；B：0.00010%；O：0.0025%；N：0.0045%；H：
1.2ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1153℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围975 1122℃，第二轧程温度范围854 918℃，中间坯待温厚度为2.3h即
~ ~
92mm，其中h为成品钢板厚度。
[0050] 新型控制冷却工艺为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第3组间隔式开启；ACC冷却段采用间隔开启方式：第1组+第3组+第5组+第7组+第9组
+第11组+第13组+第15组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度806℃，ACC段终止冷却温度
为贝氏体相变转变区域范围538℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围22秒。
+第11组+第13组+第15组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度806℃，ACC段终止冷却温度
为贝氏体相变转变区域范围538℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围22秒。
[0051] 淬火加热速度：62℃/min，淬火加热温度：860℃，淬火保温时间为：80分，淬火冷却速度为：48℃/s。淬火冷却：缝隙段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.3倍，上
表面冷却水流量范围400m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的
1.4倍，上表面冷却水流量范围380m3/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却
水流量的1.4倍，上表面冷却水流量范围290m3/h。
表面冷却水流量范围400m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的
1.4倍，上表面冷却水流量范围380m3/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却
水流量的1.4倍，上表面冷却水流量范围290m3/h。
[0052] 回火加热速度：24℃/min，回火加热温度：180℃，回火保温时间为：120分钟，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间30小时。
[0053] 生产的钢板厚度为40mm；图3显示，热处理工序前原始形变晶粒度11.0级贝氏体+针状铁素体组织；图7显示，热处理后最终微观组织为细小的板条马氏体，马氏体“板条束”
百分比含量范围76%、平均尺寸为0.9024μm，马氏体“板条块”百分比含量范围24%。
百分比含量范围76%、平均尺寸为0.9024μm，马氏体“板条块”百分比含量范围24%。
[0054] 生产的含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度1826MPa，表面布氏硬度580HBW，-20℃冲击韧性79J，耐磨性能与相同硬度级别耐磨钢相比
提升1.26倍。
提升1.26倍。
[0055] 实施例3：通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.40%，Si：0.29%，Mn：0.51%，P：0.007%，S：0.002%，Als：0.055%，Nb：0.027%，V：
0.11%，Ti：0.026%，Cr：0.45%；Mo：0.22%；Ni：0.74%；B：0.00016%；O：0.0020%；N：0.0037%；H：
1.0ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1778℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围961 1111℃，第二轧程温度范围855 918℃，中间坯待温厚度为2.0h即
~ ~
100mm，其中h为成品钢板厚度。
0.11%，Ti：0.026%，Cr：0.45%；Mo：0.22%；Ni：0.74%；B：0.00016%；O：0.0020%；N：0.0037%；H：
1.0ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1778℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围961 1111℃，第二轧程温度范围855 918℃，中间坯待温厚度为2.0h即
~ ~
100mm，其中h为成品钢板厚度。
[0056] 新型控制冷却工艺为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第4组间隔式开启；ACC冷却段采用间隔开启方式：第2组+第4组+第6组+第8组+第10
组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度786℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转变区
域范围504℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围39秒。
组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度786℃，ACC段终止冷却温度为贝氏体相变转变区
域范围504℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围39秒。
[0057] 淬火加热速度：50℃/min，淬火加热温度：880℃，淬火保温时间为：100分，淬火冷却速度为：48℃/s。淬火冷却：缝隙段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.4倍，
上表面冷却水流量范围550m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量
的1.6倍，上表面冷却水流量范围430m3/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷
却水流量的1.6倍，上表面冷却水流量范围370m3/h。
上表面冷却水流量范围550m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量
的1.6倍，上表面冷却水流量范围430m3/h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷
却水流量的1.6倍，上表面冷却水流量范围370m3/h。
[0058] 回火加热速度：24℃/min，回火加热温度：220℃，回火保温时间为：150分钟，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间38小时。
[0059] 生产的钢板厚度为50mm；图4显示，热处理工序前原始形变晶粒度10.5级贝氏体+针状铁素体组织；图8显示，热处理后最终微观组织为细小的板条马氏体，马氏体“板条束”
百分比含量范围71%、平均尺寸为0.1453μm，马氏体“板条块”百分比含量范围29%。
百分比含量范围71%、平均尺寸为0.1453μm，马氏体“板条块”百分比含量范围29%。
[0060] 生产的含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度1936MPa，表面布氏硬度622HBW，-20℃冲击韧性64J，耐磨性能与相同硬度级别耐磨钢相比
提升1.44倍。
提升1.44倍。
[0061] 实施例4：通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.42%，Si：0.30%，Mn：0.55%，P：0.008%，S：0.04%，Als：0.055%，Nb：0.030%，V：
0.12%，Ti：0.030%，Cr：0.50%；Mo：0.25%；Ni：0.80%；B：0.0018%；O：0.0018%；N：0.0038%；H：
1.0ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1180℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围960 1080℃，第二轧程温度范围840 910℃，中间坯待温厚度为1.7h即
~ ~
102mm，其中h为成品钢板厚度。
0.12%，Ti：0.030%，Cr：0.50%；Mo：0.25%；Ni：0.80%；B：0.0018%；O：0.0018%；N：0.0038%；H：
1.0ppm；其余为Fe及不可避免的杂质。铸坯再加热温度范围为1180℃，所述双轧程轧制，第
一轧程温度范围960 1080℃，第二轧程温度范围840 910℃，中间坯待温厚度为1.7h即
~ ~
102mm，其中h为成品钢板厚度。
[0062] 新型控制冷却工艺为：①采用DQ+ACC冷却工艺；②DQ冷却段采用间隔式开启方式：第1组+第4组间隔式开启；ACC冷却段采用间隔开启方式：第1组+第3组+第5组+第7组+第9组
+第11组+第13组+第15组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度740℃，ACC段终止冷却温度
为贝氏体相变转变区域范围480℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围45秒。
+第11组+第13组+第15组间隔式组合开启。③DQ段开始冷却温度740℃，ACC段终止冷却温度
为贝氏体相变转变区域范围480℃；④DQ+ACC冷却段对钢板的有效冷却时间范围45秒。
[0063] 淬火加热速度：40℃/min，淬火加热温度：890℃，淬火保温时间为：120分，淬火冷却速度为：29℃/s。淬火冷却：缝隙段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量的1.5倍，
上表面冷却水流量范围700m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量
3
的1.7倍，上表面冷却水流量范围450m /h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷
却水流量的1.7倍，上表面冷却水流量范围400m3/h。
上表面冷却水流量范围700m3/h，高压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷却水流量
3
的1.7倍，上表面冷却水流量范围450m /h，低压冷却段钢板下表面冷却水流量为上表面冷
却水流量的1.7倍，上表面冷却水流量范围400m3/h。
[0064] 回火加热速度：10℃ /min，回火加热温度：240℃，回火保温时间为：180分钟，回火后钢板缓冷至室温，缓冷时间48小时。
[0065] 生产的钢板厚度为60mm；图5显示，热处理工序前原始形变晶粒度9.5级贝氏体+针状铁素体组织，图9显示，热处理后最终微观组织为细小的板条马氏体，马氏体“板条束”百
分比含量范围60%、平均尺寸为1.7453μm，马氏体“板条块”百分比含量范围40%。
分比含量范围60%、平均尺寸为1.7453μm，马氏体“板条块”百分比含量范围40%。
[0066] 生产的含V耐磨钢具有良好的强韧匹配及具有良好的耐磨性能，其抗拉强度1910MPa，表面布氏硬度624HBW，-20℃冲击韧性40J，耐磨性能与相同硬度级别耐磨钢相比
提升1.53倍。
提升1.53倍。