超高強度耐磨板以相變強化為基礎(chǔ), 具有低屈強比, 高初始加工硬化率, 良好的強度和塑性的配合等特點。但是，目前能在汽車制造業(yè)中應(yīng)用的超高強度耐磨板大多在1000 MPa級以下, 對1000 MPa級以上的研究比較缺乏, 而且高強、超高強度耐磨板大多成分設(shè)計復(fù)雜, 增加了工業(yè)化的難度, 其強化手段基本為相變強化、固溶強化等，比較單一。最近，科研工作者從經(jīng)濟化、輕量化的角度出發(fā), 不添加其他合金元素, 應(yīng)用細晶強韌化原理研發(fā)了一種超高強度耐磨板。這種耐磨板的屈服強度為873 MPa, 抗拉強度達到1483 MPa，表現(xiàn)為連續(xù)屈服的特征, 斷后總伸長率達到11%, 屈強比為0.58, 其強塑積為16.32 GPa%，斷口灰色無光澤, 韌窩狀, 韌窩較深, 大小為3-5 μm左右, 呈現(xiàn)韌性斷裂的特征。這表明所研發(fā)的耐磨板兼有較高的強度和良好的塑性。
該研發(fā)工作的主要技術(shù)創(chuàng)新有以下幾點：
一、成分設(shè)計：
主要化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù), %)為: C 0.16、Si 1.38、Mn3.20、P 0.008、S 0.004, 其余為 Fe。與一般耐磨板相比, 在成分設(shè)計上, 所研發(fā)的耐磨板顯著提高Mn含量至3.2%，由此顯著提高了淬透性并降低了Ac1、Ac3, 直接影響退火前耐磨板的初始組織和退火工藝參數(shù)的設(shè)定, 對晶粒細化起到了關(guān)鍵作用。
二、熱處理工藝設(shè)計：
?。?） 熱軋工藝采取五道次軋制, 每道次的相對壓下量分別為37.5%、40%、25%、44.4%和30%。前兩道次基本控制在完全再結(jié)晶區(qū)軋制, 大的道次壓下量保證了細小的完全再結(jié)晶奧氏體晶粒; 后兩道次基本控制在完全非再結(jié)晶區(qū)軋制, 大的累計變形量為形變奧氏體內(nèi)提供了大量位錯和變形帶, 有利于增加形核位置, 提高形核率, 細化晶粒。熱軋組織細小且較為復(fù)雜, 主要由貝氏體和馬氏體組成, 存在很少量的多邊形鐵素體, 晶粒十分細小, 僅為1-2 μm。
?。?） 較大的冷軋壓下率（70%）促進晶粒細化。在低溫下的大變形使硬質(zhì)相破碎和韌性相拉長, 晶粒內(nèi)部產(chǎn)生大量的位錯和形變帶, 有利于退火過程中奧氏體的形核和細化。
?。?） 較低的退火溫度和較短的退火時間可有效避免高溫相區(qū)退火時晶粒的長大, 從而得到細小的鐵素體和奧氏體晶粒, 直接影響馬氏體板條的粗細。由于Mn含量的增加降低了Ac1和Ac3點, 使試驗?zāi)湍グ逶谙鄬^低的溫度下就達到高溫兩相區(qū), 從而降低了退火溫度。試驗鋼在800℃退火即能夠得到91.2%的馬氏體組織, 而且采用連續(xù)退火工藝, 退火時間較短，為100 s。
?。?） 退火過程中的快冷階段由于Mn 顯著降低了 Ms點而得到較大的過冷度，有利于細化馬氏體板條。
?。?） 較低的時效溫度（240℃）有利于馬氏體回火中在消除部分殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)上阻礙馬氏體板條的大量合并, 從而避免馬氏體板條束的顯著粗化。
上述措施有效促進了晶粒細化, 鐵素體尺寸為1-2 μm, 馬氏體板條束有效晶粒尺寸為0.2-1.5 μm, 從而使耐磨板的強度和塑韌性得以提高。