生產(chǎn)性能優(yōu)良并且成本低廉的耐磨板，一直是冶金企業(yè)追求的目標(biāo)和重要技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)力，也是企業(yè)長(zhǎng)期面臨的課題。在鋼材生產(chǎn)和消費(fèi)總量中，建筑用耐磨板占有很大比例，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)熱軋耐磨板性能的要求越來(lái)越高。高強(qiáng)度耐磨板(785～1080MPa)，主要應(yīng)用于大型橋梁拉桿、高速公路邊坡錨固、城際鐵路鐵軌鋪設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。它具有連接、錨固簡(jiǎn)便，張拉錨固可靠，粘著力較強(qiáng)、施工方便等特點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，超高強(qiáng)度鋼筋多采用調(diào)質(zhì)處理或二火成材，生產(chǎn)成本高、能耗大。
首次一火成材采用130連鑄小方坯在表層超快冷工藝(SUFC)下研制生產(chǎn)出Φ32mm規(guī)格PSB830高強(qiáng)度耐磨板，無(wú)論在合金成本還是生產(chǎn)工藝上，均具有極大的優(yōu)勢(shì)。本文主要研究在熱軋工藝下高強(qiáng)度耐磨板碳氮化物析出形態(tài)、強(qiáng)化方式以及組織特征，為工業(yè)化大生產(chǎn)的推廣起到理論指導(dǎo)意義。
表層超快冷(Surface Ultra Fast Cooling)工藝技術(shù)。SUFC表層超快冷工藝為：熱軋鋼坯在完成奧氏體化后并實(shí)施較低溫度的控軋，軋后采用兩級(jí)強(qiáng)制冷卻，并強(qiáng)化軋后二冷，以實(shí)現(xiàn)軋后超快冷(冷速＞200℃/s)，使得軋材大斷面的表面組織晶粒細(xì)小并獲得一定厚度的強(qiáng)化相淬透層，而芯部仍然為軟相“珠光體＋鐵素體”。耐磨板穿水冷卻后進(jìn)行空冷，由于芯部溫度高，內(nèi)部熱量向外擴(kuò)散，表層馬氏體發(fā)生自回火反應(yīng)形成回火索氏體，獲得軟相與硬相的良好匹配，以期使耐磨板具有高的強(qiáng)度和韌性。
SUFC表層超快冷工藝創(chuàng)造性地解決了PSB830精軋耐磨板的冷卻不均勻的問(wèn)題，使其在具有高強(qiáng)度同時(shí)，也具有較高的韌性，較之調(diào)質(zhì)熱處理降低了成本和能耗。高強(qiáng)度耐磨板中析出相有方形、球形和片狀，但析出結(jié)構(gòu)基本相同，均為(TixV1-x)(CN)。耐磨板芯部析出物較多，細(xì)小、彌散，呈片狀或細(xì)片狀，尺寸50nm左右；邊部析出物相對(duì)較少，呈方形或球形，尺寸100nm左右。表層超快冷工藝下高強(qiáng)度耐磨板具有典型組織特征：邊部回火索氏體，芯部鐵素體+珠光體；在組織強(qiáng)化的基礎(chǔ)上通過(guò)彌散析出、相間析出和鐵素體基體中位錯(cuò)線上析出等析出強(qiáng)化方式，彌補(bǔ)了芯部軟相和邊部過(guò)冷強(qiáng)化相之間的強(qiáng)度差異，保證了軋材的性能穩(wěn)定。