权利要求
1.一种采矿设备用高强耐磨钢，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.18-0.25%，Si：0.15-0.45%，Mn：1.0-1.2%，Cr：1.2-1.4%，P、S≤0.02%，Ni：0.7-0.9%，Nb、Al、W≤0.3%，Pr：0.003-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.一种采矿设备用高强耐磨钢的生产工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤二、将钢水包中的钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中凝固并切成2000×9500×100mm板坯，从连铸机下方移出，准备轧制，此时板坯表面温度为1220±10℃，随后采用两阶段控制轧制工艺，轧制后的钢板准备进行热处理;
步骤三、经轧制成型后的钢板，进行在线淬火至200℃以下，转移至200℃均热炉中保温40分钟，再转移至300℃均热炉中保温35分钟，出炉空冷，得到高强耐磨钢。
3.根据权利要求2所述的采矿设备用高强耐磨钢的生产工艺，其特征在于，所述步骤三中得到的高强耐磨钢：
力学性能：抗拉强度≥1550MPa，屈服强度≥1350MPa，延伸率≥19%，布氏硬度≥470HB，在-20℃时冲击功Akv≥69/J;
磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤6.89×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤11.92×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤9.45×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤14.72×10-6mm3·(N·m)-1。
4.根据权利要求2所述的一种采矿设备用高强耐磨钢的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中精炼全过程采用氩气保护钢水不氧化，炉内真空度小于40kPa，模具初始温度为室温。
5.根据权利要求2所述的一种采矿设备用高强耐磨钢的生产工艺，其特征在于，所述步骤二中两阶段控制轧制工艺包括粗轧和精轧，所述粗轧累积压下率不小于38%，所述粗轧+精轧累积压下率不小于82%，精轧终轧温度为850-880℃。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及材料技术领域，具体为一种采矿设备用高强耐磨钢及其生产工艺。
背景技术
[0002]我国已成为工程机械制造大国，产销量跃居全球第一。高强钢是工程机械的关键原材料。近年来，随着国民经济的快速发展，资源和能源的限制逐渐凸显，环保问题日趋严峻，材料的性价比成为大型企业实现生产装备大型化、自动化和轻量化的基本要素之一。
[0003]高强耐磨钢板被大量使用在煤炭开采过程中，每年因煤炭开采而消耗的耐磨钢板超过30万吨，造成直接经济损失约450亿元人民币。据统计，在理想工况下，传统马氏体耐磨钢刮板输送机的过煤量不超过800万吨;在高湿热、矸石含量较高的工况下，其过煤量一般不超过400万吨。
[0004]欧洲进口高强耐磨钢是目前在世界范围内受到广泛认可，它的竞争力表现在其出色的综合性能，例如耐磨、抗裂和防变形、易于焊接、切割和折弯操作。通过淬火和回火工艺以及合理调配的合金化学成分，从而可延长设备产品磨损寿命、防止凹陷与裂纹。例如耐磨钢板的布氏硬度为425-455HB，其屈服强度为1200-1250MPa，抗拉强度1450-1500MPa，延伸率为10-12%，-20℃下开V型缺口冲击功大于40J。
[0005]但其耐磨钢板的耐磨性能相对较低，在采矿这种恶劣环境下使用时，其耐磨性可能无法满足高磨损需求，且其机械性能较低，无法承受高负荷和高冲击的环境，而不适用于重型设备、高磨损环境和高力学性能要求的场合。为此，本发明提出了新的一种采矿设备用高强耐磨钢。
发明内容
[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供了一种采矿设备用高强耐磨钢，解决了现有技术中耐磨钢板的耐磨性能相对较低，在采矿这种恶劣环境下使用时，其耐磨性可能无法满足高磨损需求，且其力学性能较低，无法承受高负荷和高冲击的环境，而不适用于重型设备、高磨损环境和高机械性能要求的场合的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]本发明的目的在于提供一种采矿设备用高强耐磨钢，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0010]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采矿设备用高强耐磨钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.18-0.25%，Si：0.15-0.45%，Mn：1.0-1.2%，Cr：1.2-1.4%，P、S≤0.02%，Ni：0.7-0.9%，Nb、Al、W≤0.3%，Pr：0.003-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0011]通过上述技术方案，在精炼过程中，在常规的耐磨钢所含化学成分之余，添加稀土元素的基础上提高镍的含量能够抑制杂质元素在晶体边界的偏析，从而净化和强化了晶界，提高其耐磨性能。
[0012]一种采矿设备用高强耐磨钢的生产工艺，包括以下具体步骤：
[0013]步骤一、将生铁、稀土、合金材料投放至真空感应炉中进行熔炼，精炼，将钢水倒入钢水包中，此时钢水温度为1600℃(±50℃)，将钢水包转移至连铸机上;
[0014]步骤二、将钢水包中的钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中凝固并切成2000×9500×100mm板坯，从连铸机下方移出，准备轧制，此时板坯表面温度为1220±10℃，随后采用两阶段控制轧制工艺，轧制后的钢板准备进行热处理;
[0015]步骤三、经轧制成型后的钢板，进行在线淬火至200℃以下，转移至200℃均热炉中保温40分钟，再转移至300℃均热炉中保温35分钟，出炉空冷，得到高强耐磨钢。
[0016]优选地，所述步骤三中得到的高强耐磨钢：
[0017]力学性能：抗拉强度≥1550MPa，屈服强度≥1350MPa，延伸率≥19%，布氏硬度≥470HB，在-20℃时冲击功Akv≥69/J;
[0018]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤6.89×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤11.92×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤9.45×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤14.72×10-6mm3·(N·m)-1。
[0019]通过上述技术方案，利用精炼、连铸、连轧优化组合，以及对合金成分与热处理工艺的调控，制备得到高强度、高韧性的采矿设备用高强耐磨钢具有优异力学和耐磨性能，满足采矿装备高可靠性和大型化对材料更新换代的要求。
[0020]优选地，所述步骤一中精炼全过程采用氩气保护钢水不氧化，炉内真空度小于40kPa，模具初始温度为室温。
[0021]优选地，所述步骤二中两阶段控制轧制工艺包括粗轧和精轧，所述粗轧累积压下率不小于38%，所述粗轧+精轧累积压下率不小于82%，精轧终轧温度为850-880℃。
[0022](三)有益效果
[0023]本发明提供了一种采矿设备用高强耐磨钢，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0024]本发明在高强钢材料技术上加入稀土元素Pr(镨)和合金元素Ni(镍)，其中，Pr(镨)能够提升其耐磨性能，因为稀土元素原子拥有大原子尺寸和能价态可变的性质，这种性质在钢水中具有极强的净化剂和洁净夹杂物的有效变质剂，是有效控制钢中弱化源、降低局域区能态和钢局域弱化的强抑制剂，Ni(镍)与铁可任意比固溶，Ni可扩大金属材料的奥氏体区，同时Ni可和碳不形成碳化物，净化、强化晶界;Ni的添加不仅可提高钢的强度，对钢的韧性影响小，在提高金属的屈服强度下，避免降低金属材料的韧性，除此之外还可提高钢的抗疲劳性能，减少钢对缺口的敏感性。
[0025]在精炼过程中，在添加稀土元素的基础上提高Ni的含量能够增加钢的淬透性，提高钢板的硬度，进一步提升高强钢的耐磨性能，可以延长设备使用寿命，降低维修成本，保障采矿安全生产。在矿山机械、煤炭采运、工程机械及水泥设备等方面，可以满足大型工程机械在恶劣环境下工作需要高耐磨、长寿命、可简单冷成型的使用要求。
附图说明
[0026]图1为本发明实施例提供的一种采矿设备用高强耐磨钢的工艺流程图;
[0027]图2为本发明实施例提供的一种采矿设备用高强耐磨钢的实施例1和对比例2的耐磨钢金相组织示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]请参阅图1，本发明提供一种采矿设备用高强耐磨钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.18-0.25%，Si：0.15-0.45%，Mn：1.0-1.2%，Cr：1.2-1.4%，P、S≤0.02%，Ni：0.7-0.9%，Nb、Al、W≤0.3%，Pr：0.003-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0030]其中，具体地，所述C(碳)是钢中的主要合金元素，其含量对钢的微观组织、力学性能起决定性作用。当C含量较低时，韧性较好，但强度、硬度不足;当C含量较高时，钢的强度和硬度均会有所提高，但韧性会有所下降，制造在室外使用的钢管、成型钢需要较大的动力驱动。所以碳含量最终确定为0.18-0.25%;
[0031]同时，所述Si(硅)是良好的脱氧剂，能够以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，能够缩小奥氏体相区，有利于马氏体的形成，显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比，并提高疲劳强度，但Si元素含量过高时，会使钢中出现块状铁素体组织，显著地降低钢的塑性、韧性和延展性。综合考虑最终Si含量控制在0.15-0.45%;
[0032]同时，所述Mn(锰)能够大幅降低钢的马氏体转变温度和相变速度从而提高钢的淬透性，Mn可固溶于铁基体中起到固溶强化的作用，稳定铁素体，提高钢的强度和硬度，同时保持良好的韧性，改善钢的组织，其还能降低钢的临界冷却速度，有利于淬火处理。最终确定Mn含量的元素为1.0-1.2%;
[0033]同时，所述Cr(铬)是耐候钢的基本元素，且其是铁素体稳定元素，可以显著提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性，铬还能提高钢的强度和硬度，能够与铁元素无限固溶，与Mn、Si元素合理搭配时可提高固溶强化作用，有缩小奥氏体相区，减缓奥氏体分解速度的作用，可显著提高钢的淬透性，但其含量过高使钢的韧脆转变温度显著提高，最终控制在1.2-1.4%;
[0034]同时，Ni(镍)与铁可任意比固溶，镍可扩大金属材料的奥氏体区，是形成稳定奥氏体的主要合金元素;镍可和碳不形成碳化物，净化、强化晶界;镍的添加不仅可提高钢的强度，对钢的韧性影响小，在提高金属的屈服强度下，避免降低金属材料的韧性，除此之外还可提高钢的抗疲劳性能，减少钢对缺口的敏感性，最终控制Ni在0.7-0.9%;
[0035]同时，在高强钢材料技术上加入稀土元素(Pr)镨能够提升其耐磨性能，因为稀土元素原子拥有大原子尺寸和能价态可变的性质，这种性质是钢极强的净化剂和洁净钢夹杂物的有效变质剂，是有效控制钢中弱化源、降低局域区能态和钢局域弱化的强抑制剂;
[0036]综上所述，在铸造过程中，在常规的耐磨钢所含化学成分之余，添加稀土元素的基础上提高镍的含量能够抑制杂质元素在晶体边界的偏析，从而净化和强化了晶界，提高其耐磨性能。
[0037]在上述原料重量百分比的化学成分的基础上，本申请还提供一种一种采矿设备用高强耐磨钢的生产工艺，包括以下具体步骤：
[0038]步骤一、将生铁、稀土、合金材料投放至真空感应炉中进行精炼，熔炼，将钢水倒入钢水包中，此时钢水温度为1600℃(±50℃)，将钢水转移至连铸机上，准备轧制;
[0039]其中，精炼全过程采用氩气保护钢水不氧化，炉内真空度小于40kPa，模具初始温度为室温;
[0040]步骤二、将钢水包中的钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中凝固并切成2000×9500×100mm板坯，板坯进入支撑辊区校直，从连铸机下方移出，准备轧制，此时板坯表面温度为1220±10℃，随后采用两阶段控制轧制工艺，轧制后的钢板准备进行热处理;
[0041]其中，两阶段控制轧制工艺包括粗轧和精轧，所述粗轧累积压下率不小于38%，所述粗轧+精轧累积压下率不小于82%，精轧终轧温度为850-880℃;
[0042]步骤三、经轧制成型后的钢板，进行在线淬火至200℃以下，转移至200℃均热炉中保温40分钟，再转移至300℃均热炉中保温35分钟，出炉空冷，制得最终的成品高强耐磨钢;
[0043]所得到的最终的成品高强耐磨钢：
[0044]力学性能：抗拉强度≥1550MPa，屈服强度≥1350MPa，延伸率≥19%，布氏硬度≥470HB，在-20℃时冲击功Akv≥69/J;
[0045]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤6.89×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤11.92×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤9.45×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤14.72×10-6mm3·(N·m)-1。
[0046]实施例1
[0047]一种采矿设备用高强耐磨钢，炉前快速检验确认合金熔液各化学成分重量百分比为：C：0.24%，Si：0.43%，Mn：1.15%，Cr：1.40%，Ni：0.72%，Nb：0.035%，P：0.02%，S：0.02%，Al：0.14%，W：0.11，Pr：0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0048]步骤一、将生铁、稀土、合金材料投放至1000kg真空感应炉中进行熔炼，精炼，将钢水倒入钢水包中，此时钢水温度为1650℃，将钢水包转移至连铸机上。其中铸造全过程中采用氩气保护钢水不氧化，炉内真空度小于40kPa，模具初始温度为室温;
[0049]步骤二、将钢水包中的钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中形成2000×9500×100mm板坯，从连铸机下方拉出，准备轧制，此时板坯表面温度为1220;采用两阶段控制轧制工艺，粗轧累积压下率不小于38%，粗轧+精轧累积压下率不小于82%，精轧后的钢板准备进行热处理;
[0050]步骤三、经轧制成型后的钢板表面温度为880℃，进行淬火至200℃以下，转移至200℃均热炉中保温40分钟，再转移至300℃均热炉中保温35分钟，出炉空冷;
[0051]根据上述工艺制得的采矿设备用高强耐磨钢：
[0052]力学性能：屈服强度为1391MPa，抗拉强度为1603MPa，延伸率为19%，布氏硬度为496HB，在-20℃时冲击功Akv为69J;
[0053]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下体积磨损率为6.29×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为11.25×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下的体积磨损率为9.45×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为14.72×10-6mm3·(N·m)-1。
[0054]实施例2
[0055]一种采矿设备用高强耐磨钢，炉前快速检验确认合金熔液各化学成分重量百分比为：C：0.19%，Si：0.16%，Mn：1.07%，Cr：1.22%，S≤0.02%，P≤0.02%，Ni：0.77%，Nb：0.045%，Al：0.12%，W：0.1%，Pr：0.004%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0056]步骤一、将生铁、稀土、合金材料投放至1000kg真空感应炉中进行熔炼，精炼，将钢水倒入钢水包中，此时钢水温度为1550℃，将钢水转移至连铸机上。其中铸造全过程中采用氩气保护钢水不氧化，炉内真空度小于40kPa，模具初始温度为室温;
[0057]步骤二、将钢水包中的液态钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中形成2000×9500×100mm板坯，从连铸机下方拉出，准备轧制，此时板坯表面温度为1210℃;采用两阶段控制轧制工艺，粗轧累积压下率不小于38%，粗轧+精轧累积压下率不小于82%，精轧终轧温度为850℃，精轧后的钢板准备进行热处理;
[0058]步骤三、经轧制成型后的钢材表面温度为850℃，进行淬火至200℃以下，转移至200℃均热炉中保温40分钟，再转移至300℃均热炉中保温35分钟，出炉空冷。
[0059]根据上述工艺制得的采矿设备用高强耐磨钢：
[0060]力学性能：屈服强度为1351MPa，抗拉强度为1551MPa，延伸率为20.5%，布氏硬度为478HB，在-20℃时冲击功Akv为75J;
[0061]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下体积磨损率为5.79×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为10.20×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下的体积磨损率为8.65×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为11.50×10-6mm3·(N·m)-1。
[0062]实施例3
[0063]一种采矿设备用高强耐磨钢，炉前快速检验确认合金熔液各化学成分重量百分比为：C：0.21%，Si：0.30%，Mn：1.17%，Cr：1.30%，S≤0.02%，P≤0.015%，Ni：0.80%，Nb：0.040%，Al：0.13%，W：0.12%，Pr：0.003%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0064]步骤一、将生铁、稀土、合金钢等材料投放至1000kg真空感应炉中进行熔炼，精炼，将钢水倒入钢水包中，此时钢水温度为1600℃，将钢水转移至连铸机上。其中铸造全过程中采用氩气保护钢水不氧化，炉内真空度小于40kPa，模具初始温度为室温;
[0065]步骤二、将钢水包中的钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中形成2000×9500×100mm板坯，从连铸机下方拉出，准备轧制，此时板坯表面温度为1220℃;采用两阶段控制轧制工艺，粗轧累积压下率不小于38%，粗轧+精轧累积压下率不小于82%，精轧终轧温度为870℃，精轧后的钢板准备进行热处理;
[0066]步骤三、经轧制成型后的钢材表面温度为870℃，进行淬火至200℃以下，转移至200℃均热炉中保温40分钟，再转移至300℃均热炉中保温35分钟，出炉空冷。
[0067]根据上述工艺制得的采矿设备用高强耐磨钢：
[0068]力学性能：屈服强度为1375MPa，抗拉强度为1579MPa，延伸率为19.5%，布氏硬度为485HB，在-20℃时冲击功Akv为70J;
[0069]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下体积磨损率为6.89×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为11.92×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下的体积磨损率为9.25×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为13.50×10-6mm3·(N·m)-1。
[0070]对比例1
[0071]高强耐磨钢化学成分重量百分比为：C：0.16%，Si：0.20%，Mn：0.90%，Ni：1.50%，Cr：1.60%，Nb：0.030%，B：0.001%;P：0.01%，S：0.01%，Al：0.015%，V：0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0072]力学性能：屈服强度为1306MPa，抗拉强度为1506MPa，延伸率为12%，布氏硬度为468HB，在-20℃时冲击功Akv为59J;
[0073]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下体积磨损率为9.19×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为12.35×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下的体积磨损率为13.57×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为26.59×110-6mm3·(N·m)-1。
[0074]对比例2
[0075]高强耐磨钢化学成分重量百分比为：C：0.16%，Si：0.20%，Mn：0.40%，Ni：0.25%，Cr：0.80%，Nb：0.020%，B：0.001%;P：0.01%，S：0.01%，Al：0.015%，V：0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0076]力学性能：屈服强度为1138MPa，抗拉强度为1269MPa，延伸率为9%，布氏硬度为356HB，在-20℃时冲击功Akv为51J;
[0077]磨损率：当试验载荷为200N时，干滑动摩擦条件下体积磨损率为14.12×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为19.83×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下的体积磨损率为22.69×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下的体积磨损率为35.77×10-6mm3·(N·m)-1。
[0078]表1实施例1-3与对比例1-2化学成分对比(按重量百分比)
[0079]
[0080]
[0081]表2实施例1-3与对比例1-2材料性能对比
[0082]
[0083]对实施例1及对比例2进行取样，通过打磨、抛光和腐蚀后在金相显微镜下观察其组织(见图2)，实施例1为奥氏体+板条状马氏体。对三组实施例以及两组对比例进行力学性能测试，从表2中可以看出，三组实施例的耐磨钢抗拉强度均大于1550MPa，屈服强度均高于1350MPa，延伸率在19.5-20.5%，布氏硬度在478HB以上，冲击功≥69KAv/J;
[0084]磨损率：当载荷为200N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤6.89×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤11.92×10-6mm3·(N·m)-1;当试验载荷为600N时，干滑动摩擦条件下，体积磨损率≤9.45×10-6mm3·(N·m)-1，磨粒摩擦条件下，体积磨损率≤14.72×10-6mm3·(N·m)-1。而对比例1-2所测得的各项力学性能和耐磨性能均低于实施例。
[0085]其中，抗拉强度：指材料在拉伸过程中所能承受的最大应力值，通常是用来衡量材料在受到拉伸力作用时的最大承载能力(最大应力值)的重要指标。
[0086]屈服强度：表示材料在受到应力作用时，从弹性变形过渡到塑性变形的临界点。换句话说，当材料受到的应力达到屈服强度时，它将开始发生永久性变形。
[0087]延伸率：表示材料在拉伸断裂前所能达到的最大塑性变形程度，通常用百分比表示。延伸率越高，说明材料的塑性越好，能够承受更大的变形而不破裂。
[0088]布氏硬度：布氏硬度是衡量材料硬度的一种常用指标，布氏硬度是通过将一定直径的硬质合金球压入材料表面，测量压痕直径来计算的。它反映了材料表面抵抗硬物压入的能力，即材料的抗压能力。一般来说，布氏硬度较高的材料，其耐磨性也较好。这是因为硬度高的材料在摩擦过程中更难被磨损。不同的应用场景对材料的硬度有不同的要求：用于耐磨场合的钢板需要较高的布氏硬度，而用于结构件的钢板可能需要适中的硬度以保证足够的韧性。
[0089]-20℃V型缺口冲击功：这是一种衡量材料在低温环境下抗冲击性能的指标。具体来说，它表示在-20℃的低温条件下，材料在V型缺口试样冲击试验中所吸收的能量。这个值越高，说明材料在低温下的抗冲击性能越好。
[0090]磨损率是衡量材料在摩擦过程中磨损程度的一个重要指标，它通常表示为单位时间内或单位摩擦距离内材料磨损的体积或质量：
[0091]干滑动摩擦条件下的体积磨损率表示在无润滑、纯滑动摩擦的条件下，钢板在载荷作用下，单位时间内或单位摩擦距离内磨损的体积;磨粒摩擦条件下的体积磨损率表示在含有硬颗粒(如砂粒)的摩擦条件下，钢板在载荷作用下，单位时间内或单位摩擦距离内磨损的体积;
[0092]体积磨损率直接反映了材料的耐磨性能。磨损率越低，说明材料的耐磨性能越好。根据体积磨损率，可以预测材料在特定工作条件下的使用寿命，从而为设备的维护和更换提供参考，同时，磨损率低的材料通常意味着更长的使用寿命和更少的维护成本，从而具有更好的经济性。总之，体积磨损率是衡量钢板在特定摩擦条件下磨损程度的重要指标，对于材料选择、设计、使用和维护都具有重要的意义。
[0093]这些指标共同构成了对钢板性能的全面评估，包括其力学性能、塑性变形能力、低温抗冲击性能以及耐磨性能等，对应于上述表1和表2所列举出的数据：
[0094]相较于对比例，本申请技术方案的实施例1-4具有更高的屈服强度、抗拉强度、布氏硬度、延伸率和-20℃V型缺口冲击功，以及同时具有更低的体积磨损率，使得本申请技术方案所得到的高强耐磨钢能够实现高耐磨性，机械性能高，能够满足恶劣环境下的高磨损需求，同时能够承受高负荷和高冲击。
[0095]综上所述，本发明公开了一种采矿设备用高强耐磨钢，所述高强耐磨钢化学成分重量百分比为：C：0.18-0.25%，Si：0.15-0.45%，Mn：1.0-1.2%，Cr：1.2-1.4%，P、S≤0.02%，Ni：0.7-0.9%，Nb、Al、W≤0.3%，Pr：0.003-0.005%，余量为Fe和不可避免的杂质。所述采矿设备用高强耐磨钢具有优异力学和耐磨性能，其抗拉强度≥1550MPa，屈服强度≥1350MPa，延伸率≥19%，在-20℃时冲击功Akv≥69/J，布氏硬度≥470HB，满足采矿装备高可靠性和大型化对材料更新换代的要求。
[0096]本发明提供的采矿设备用高强耐磨钢及其生产工艺通过铸造、冷却连铸、连轧优化组合，以及对合金成分与热处理工艺的调控，在铸造过程中，在添加稀土元素的基础上提高镍的含量能够抑制杂质元素在晶体边界的偏析，从而净化和强化了晶界，提高其耐磨性能，制备得到高强度、高韧性的采矿设备用高强耐磨钢，组织均匀性好，强度和韧性性能均十分优异，且在不同磨损条件下的耐磨性表现也十分优异。而进一步提升高强钢的耐磨性能，可以延长设备使用寿命，降低维修成本，保障采矿安全生产，符合国家可持续发展战略，具有重大的经济价值。在矿山机械、煤炭采运、工程机械及水泥设备等方面，可以满足大型工程机械在恶劣环境下工作需要高耐磨、长寿命、可简单冷成型的使用要求，是未来采矿设备的优选材料。
[0097]需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。
[0098]需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。
[0099]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(2)
