一種高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法，包括步驟：采用鐵水預(yù)脫硫，在真空感應(yīng)爐上冶煉所述合金鋼；合金鋼經(jīng)冶煉澆鑄成錠后依次進(jìn)行初軋軋制和精軋軋制；經(jīng)所述初軋軋制和精軋軋制后空冷；對(duì)空冷后的合金鋼進(jìn)行均質(zhì)化熱處理、熱加工、退火、淬火、回火熱處理。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于合金鋼領(lǐng)域，特別是涉及。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)有技術(shù)中，合金鋼的碳含量都較高，例如美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTMA709/ A709M-01b中的100、100W鋼，其碳含量大于O. 10 %，這種合金鋼雖然具有高強(qiáng)度，但其韌性、焊接性能都較差。專利申請(qǐng)?zhí)枮?004100967957公開(kāi)了一種合金鋼。該合金鋼的采用 TMCP+RPC+SQ方法進(jìn)行生產(chǎn)，得到的是抗拉強(qiáng)度級(jí)別為800MPa級(jí)別的高強(qiáng)度鋼，并且該鋼以淬火狀態(tài)交貨，但該合金鋼的殘余應(yīng)力較大，另外該合金鋼中不含Cr，因而耐候性能較差。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410061112. 4也公開(kāi)了一種合金鋼，但該合金鋼并未添加微量兀素硼，因此該合金鋼的抗拉強(qiáng)度僅為590 650MPa
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)在高強(qiáng)度合金鋼存在碳含量高，韌性、耐候性能較差、抗拉強(qiáng)度低的問(wèn)題， 本專利技術(shù)提供一種合金鋼的制造方法，通過(guò)該方法制得的合金鋼不僅具有高強(qiáng)度，而且還具有優(yōu)異的韌性，鋼板沿板厚方向上的微觀組織和力學(xué)性能均勻的抗拉強(qiáng)度為700MPa級(jí)的高強(qiáng)度高韌性合金鋼，鋼的成分設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼相比，鋼的碳含量極低，因而其組織均勻性和力學(xué)均勻性較好，鋼板的韌性、耐候性能優(yōu)異。合金鋼中各化學(xué)組成成分的主要作用為碳是鋼的主要強(qiáng)化元素，它通過(guò)固溶和形成碳化物的方式提高鋼的抗拉強(qiáng)度。加碳還可增加鋼的變硬化指數(shù)，降低屈強(qiáng)比，從而提高鋼的動(dòng)態(tài)性能。但過(guò)多的碳會(huì)造成斷裂韌性降低，并使焊接性能變差。Si可推遲低溫回火脆性的產(chǎn)生，同時(shí)起固溶強(qiáng)化作用，含量低效果不好，過(guò)高會(huì)降低鋼的塑性。Ni可提高基體韌性，適量的Ni與Mn可形成少量殘余奧氏體，從而提高鋼的塑韌性，過(guò)多則使強(qiáng)度下降。同時(shí)Ni與Cr、Mo可保證鋼所必須的淬透性。Mn與Ni —樣，都有利于形成殘余奧氏體，提高鋼的韌性，故以Mn代部分Ni。Cr與Ni、Mo共同作用可顯著提高鋼的淬透性，并可阻止殘余奧氏體的分解。Mo可提高鋼的淬透性，防止回火脆性的產(chǎn)生，同時(shí)可降C的活度，阻止碳化物聚集，保持鋼的強(qiáng)度加入少量Nb可有效地細(xì)化晶粒，從而提高鋼的強(qiáng)度和塑韌性。因此，本專利技術(shù)提出的制造方法所得的高強(qiáng)度高韌性合金鋼的化學(xué)成分如下(重量百分比，下同)碳0· 14 O. 19wt%、硅0· 20 O. 33wt%、硼0· 02 O. 05wt%、錳O.85% I. 30wt%、磷彡 O. 02wt%jt :0. 015 O. 02wt%、鉻0· 08 O. lwt%、· :0. 6 O.2wt%、鎳0· 30 O. 50wt%、銅0· 2 O. 3wt%、鑰0· 02 O. 08wt%、鈦·.( O. 2wt%、 銀彡O. 06wt%，余量為鐵。具體實(shí)施方式為了更加清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，通過(guò)下文描述的實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述。實(shí)施例I本專利技術(shù)提出的高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法包括如下步驟(I)采用鐵水預(yù)脫硫，在真空感應(yīng)爐上冶煉所述合金鋼，該合金鋼的其具體化學(xué)成分為碳0· 14 O. 19wt%、硅0· 20 O. 33wt%、硼0· 02 O. 05wt%、錳0· 85% I.30wt %、磷彡 O. 02wt 硫0· 015 O. 02wt %、鉻0. 08 O. Iwt %、釩0· 6 O.2wt%、鎳0· 30 O. 50wt%、銅0· 2 O. 3wt%、鑰0· 02 O. 08wt%、鈦·.( O. 2wt%、 銀彡O. 06wt%，余量為鐵。(2)步驟(I)所得的合金鋼經(jīng)冶煉澆鑄成錠后依次進(jìn)行初軋軋制和精軋軋制；其中，初軋開(kāi)軋溫度彡1150°C，精軋開(kāi)軋溫度彡900°C，精軋結(jié)束溫度彡800°C，累計(jì)壓下率 ^ 45%，經(jīng)所述初軋軋制和精軋軋制后空冷；(3)對(duì)空冷后的合金鋼進(jìn)行均質(zhì)化熱處理、熱加工、退火、淬火、回火熱處理，其中 鋼錠均質(zhì)化熱處理溫度1250°C，時(shí)間7小時(shí)；熱加工加熱溫度1180-1200°C，加熱時(shí)間90分鐘；退火溫度700°C，退火時(shí)間I小時(shí)；淬火溫度900°C，加熱時(shí)間I小時(shí)、回火溫度250°C， 回火時(shí)間4小時(shí)。本專利技術(shù)提出的高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法中，通過(guò)選擇合適含量的各化學(xué)成分，從而可以得到高強(qiáng)度高韌性的合金鋼；具體化學(xué)成分的設(shè)定說(shuō)明如下Si主要以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度，同時(shí)也是鋼中的脫氧元素，本專利技術(shù)Si含量在 O. 20 % O. 33wt %，優(yōu)選 O. 25wt%oMn含量選擇在O. 85% I. 30wt% ,Mn是重要的強(qiáng)韌化元素，對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變有較大的促進(jìn)作用。但太高的Mn有損于鋼的韌性，而太低的Mn則不能保證鋼板的強(qiáng)度，本專利技術(shù)優(yōu)選的Mn含量為lwt%。P含量為O. 02wt%, P的高含量會(huì)大幅度提高鋼的耐候性，并可通過(guò)P的適量合理偏聚，彌補(bǔ)極低碳鋼晶間強(qiáng)度降低的不足。因此在合金鋼領(lǐng)域，P的含量一般都不宜過(guò)低，本專利技術(shù)優(yōu)選P的含量是0. 02wt%oS的含量為O. 015 O. 02wt%，高的S含量不僅會(huì)使鋼板縱橫向性能產(chǎn)生明顯差異，同時(shí)也降低合金鋼的低溫韌性，而且硫化物夾雜會(huì)使合金鋼的耐候性能也明顯降低，本專利技術(shù)優(yōu)選的S含量為O. 018wt%Ni能提高淬透性，具有一定的強(qiáng)化作用，還能顯著地改善鋼材的低溫韌性。使基材和焊接熱影響區(qū)低溫韌性大幅度提高。Ni還能有效阻止Cu的熱脆引起的網(wǎng)裂。Ni可顯著提高鋼的耐候性能。其加入量小于O. 10%，則Ni起不到作用，但含量過(guò)高易造成鋼板氧化鐵皮難以脫落且增加鋼的成本。因此本專利技術(shù)中Ni的適宜量為O. 30 O. 50wt%，本專利技術(shù)優(yōu)選Ni含量為O. 4wt%。Mo的含量為O. 02 O. 08wt%。Mo能增加淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度。但過(guò)高的 Mo會(huì)使鋼的低溫韌性顯著惡化。過(guò)量的Mo也會(huì)在焊接時(shí)形成馬氏體，導(dǎo)致焊接接頭脆性的增加。本專利技術(shù)優(yōu)選的Mo含量為0. 05wt%oNb是強(qiáng)碳氮化合物形成元素，能提高鋼的奧氏體再結(jié)晶溫度。奧氏體可以在更高的軋制溫度下進(jìn)行軋制，此外Nb在軋制過(guò)程中通過(guò)Nb的碳氮化物的應(yīng)變誘導(dǎo)析出可以釘扎奧氏體晶粒，細(xì)化奧氏體晶粒并提高強(qiáng)度及低溫韌性。本專利技術(shù)中Nb的適宜量為 ^ O.06wt%oTi是強(qiáng)氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，因此有助于控制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，本專利技術(shù)中，Ti的適宜含量控制在彡O. 2wt%。本專利技術(shù)提出的高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法得到的合金鋼，其具有高強(qiáng)度，高韌性以及耐候性能優(yōu)異等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。雖然已經(jīng)描述了本專利技術(shù)的一些具體實(shí)施例，但是其并非用于限定本專利技術(shù)，本專利技術(shù)的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)本專利技術(shù)做出各種修改。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法，包括步驟：（1）采用鐵水預(yù)脫硫，在真空感應(yīng)爐上冶煉所述合金鋼，該合金鋼的其具體化學(xué)成分為：碳：0.14～0.19wt％、硅：0.20～0.33wt％、硼：0.02～0.05wt％、錳：0.85%～1.30wt％、磷：≤0.02wt％、硫：0.015～0.02wt％、鉻：0.08～0.1wt％、釩：0.6～0.2wt％、鎳：0.30～0.50wt％、銅：0.2～0.3wt％、鉬：0.02～0.08wt％、鈦：≤0.2wt%、鈮：≤0.06wt%，余量為鐵。（2）步驟（1）所得的合金鋼經(jīng)冶煉澆鑄成錠后依次進(jìn)行初軋軋制和精軋軋制；其中，初軋開(kāi)軋溫度≥1150℃，精軋開(kāi)軋溫度≤900℃，精軋結(jié)束溫度≤800℃，累計(jì)壓下率≥45％，經(jīng)所述初軋軋制和精軋軋制后空冷；（3）對(duì)空冷后的合金鋼進(jìn)行均質(zhì)化熱處理、熱加工、退火、淬火、回火熱處理，其中：鋼錠均質(zhì)化熱處理溫度1250℃，時(shí)間7小時(shí)；熱加工加熱溫度1180?1200℃，加熱時(shí)間90分鐘；退火溫度700℃，退火時(shí)間1小時(shí)；淬火溫度900℃，加熱時(shí)間1小時(shí)、回火溫度250℃，回火時(shí)間4小時(shí)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強(qiáng)度高韌性合金鋼的制造方法，包括步驟 (1)采用鐵水預(yù)脫硫，在真空感應(yīng)爐上冶煉所述合金鋼，該合金鋼的其具體化學(xué)成分為碳0. 14 0. 19wt %、硅0. 20 0. 33wt %、硼0. 02 0. 05wt %、錳0. 85% I.30wt %、磷彡 0. 02wt 硫0. 015 0. 02wt %、鉻0. 08 0. Iwt %、釩0. 6 0.2wt%、鎳0. 30 0. 50wt%、銅0. 2 0. 3wt%、鑰0. 02 0. 08wt%、鈦彡 0. 2wt%、鈮< 0. 06wt%，余量為鐵。(2)步驟(I)所得的合金鋼經(jīng)冶煉澆鑄成錠后依次進(jìn)行初軋軋制和精軋軋制；其中，初軋開(kāi)軋溫度彡1150°C,精軋開(kāi)軋溫度彡9000C，精軋結(jié)束溫度彡8000C，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛艷明，袁志偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇金源鍛造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：