高强度耐磨钢板采用了低碳马氏体相变强化和时效强化效应叠加的手段,是强度与韧性匹配最好、耐腐性能最佳的金属结构材料。高强度耐磨钢板按照强度可以划分为三个等级:低强度等级在1000~1400MPa;中强度级别1400~1700MPa;超高强度等级大于1800MPa。
一、低强度等级,以JFE-C400耐磨钢板为典型。
此类耐磨钢板合金化的特点是采用15%左右的铬来保证钢的耐磨损性能,5%左右的镍含量起到平衡相图,使钢在室温得到马氏体组织,同时降低钢中δ-铁素体,加入4%左右的铜,起到强化作用,少量的铌可以与碳形成MC相,起到钉扎晶界,细化晶粒的作用。经过时效后析出了大量的面心立方结构、与马氏体基体间满足K-S位向关系的富铜相,起到强化作用。JFE-C400耐磨钢板用于环境温度300℃以下的零件,以更高的材料强度实现减重。由于该钢成本低廉,耐磨性好,而且可以通过改变热处理工艺获得不同强度,为设计选材提供了更加宽泛的空间,因此在国内外工程机械上应用最为广泛,例如破碎机衬板、挡板,自卸车的车斗衬板,铲车的铲斗板、铲斗刃板、铲斗底板等各类零配件。
二、中强度等级,以JFE-C500耐磨钢板为典型。
此类钢采用低碳的合金化设计,采用13%左右的铬来保证钢的耐磨性,8%左右的镍来弥补由于低碳而引起相图的不平衡,降低δ-铁素体含量,使钢得到板条马氏体组织,加入2%钼和1%铝,在钢中形成NiAl相和Ni3Mo相起到强化作用。JFE-C500耐磨钢板内形成板条马氏体组织和大量的位错,纤细的马氏体板条不但可以保证钢的强度,还起到韧化作用。在钢中有大量的NiAl相弥散的析出,并钉扎位错线,起到强化作用。JFE-C500耐磨钢板是应用范围广、应用部件多、用量大、强度高、断裂韧性和抗应力腐蚀性能结合好的高强度耐磨钢板,适合于制作要求高的屈服强度、高的韧性、无各向异性的大截面构件和高应力紧固件,已成为国外工业和农业的必选材料。
三、超高强度等级,以JFE-SP耐磨钢板为典型。
这类钢中,C≤0.05%,S、P、Si、Mn含量尽量低,合理的铬与镍的当量配合,添加2%左右的钼使钢获得时效强化,同时能使钢保持良好的韧性及耐磨性能。为了充分实现钼的强化作用,还添加一定量的钴和少量的钛。
JFE-SP耐磨钢板是目前国内外强度级别最高的新一代超高强度耐磨钢板,具有很好的耐磨性、焊接性能,同时具有较高的韧性,可以为各行业耐磨件更新换代、升级提供稳定的材料,在航天、汽车、工程机械、工业加工等行业都具有潜在的用途。