專利名稱：細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種型鋼的生產(chǎn)方法，特別涉及到一種細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法。
背景技術：
中國專利93119843.7公開了一種“用作具有高強度高韌性和極好耐火性型鋼材料的鑄坯及生產(chǎn)該鑄坯的軋制型鋼方法”，該專利將重量百分比含量(下面出現(xiàn)的百分比含量均為重量百分比含量)為0.04～0.20％的C、0.05～0.50％的Si、0.4～2.0％的Mn、0.3～0.7％的Mo、0.003～0.015％的N、0.04～0.20％的V和不大于0.005％的Al的鋼水進行預脫氧處理，調(diào)整氧含量為0.003～0.015％，然后向其中添加鈦并滿足-0.006≤[Ti％]-2
≤0.008，使鈦基氧化物以≥20顆粒/mm2數(shù)量結(jié)晶，并且MnS、TiN和V(C、N)沉積在鈦基氧化物上，使鈦基氧化物以復合沉淀彌散在鋼中，通過軋制時于各軋制道次間的水冷和軋制完成后的快速冷卻，得到具有極好耐火性的高強度、高韌性型鋼。該型鋼中還含有≤0.7％的Cr、≤0.05％的Nb、≤1.0％的Cu、≤0.003％的Ca或≤0.010的REM(稀土族元素)中的至少一種作為化學組份。
通常含有Cu、Cr等元素的為耐候鋼、含有Mo元素的為耐火鋼，含有Cu、Cr、Mo元素的為耐火耐候鋼。上述專利的關鍵是采用了微Ti處理技術來生產(chǎn)含有Cu、Cr、Mo元素的型鋼，根據(jù)鋼水的氧濃度加入Ti代替鋁脫氧，使鋼中以≥20顆粒/mm2的量分布細小的鈦基復合氧化物，從而使在隨后的軋制冷卻中從奧氏體晶粒中產(chǎn)生晶內(nèi)鐵素體，細化鋼的組織，提高鋼的強度和韌性。但該方法必須首先用專用設備測定鋼水的氧濃度，這樣使沒有測定鋼水氧濃度設備的廠家不能生產(chǎn)該類鋼。另外，即使具有測定鋼水氧濃度的設備，也可能因該設備的準確性給生產(chǎn)帶來難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，該方法不用測定鋼水氧濃度，操作方便。
本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是一種細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)冶煉鋼水；2)用Al進行脫氧；3)加入0.005～0.015％的Ti、0.08～0.15％的V和0.010～0.020％的N后，澆鑄成鑄坯；4)將鑄坯加熱到1100～1250℃后軋制型鋼，終軋溫度為700～950℃；5)冷卻。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明方法不用測定鋼水氧濃度，直接冶煉型鋼，這樣使沒有測定鋼水氧濃度設備的廠家也能進行生產(chǎn)，該方法生產(chǎn)型鋼的晶粒細小，按GB/T6394-2002方法評級晶粒度可達9.5級以上，可同時提高型鋼的強度和低溫沖擊性能，與未采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的型鋼相比，屈服強度提高30MPa以上，-40℃低溫沖擊性能提高10J以上。本發(fā)明方法適用于冶煉耐候型鋼(耐大氣腐蝕型鋼)、耐火型鋼和耐火耐候型鋼。


圖1采用本發(fā)明方法生產(chǎn)型鋼的析出物形貌。
圖2采用本發(fā)明生產(chǎn)的型鋼的金相組織。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
一般耐候鋼化學組份為C≤0.20％、Si≤0.80％、Mn≤1.80％、P≤0.035％、S≤0.025％、Cu為0.15～0.65％、Ni為0.15～0.65％、Cr為0.20～1.00％；耐火鋼化學組份為C≤0.20％、Si≤0.80％、Mn≤1.80％、P≤0.035％、S≤0.025％、Mo為0.20～0.80％的；耐火耐候鋼化學組份為C≤0.20％、Si≤0.80％、Mn≤1.80％、P≤0.035％、S≤0.025％、Cu為0.15～0.65％、Ni為0.15～0.65％、Cr為0.20～1.00％、Mo為0.20～0.80％。
C、Si、Mn是最經(jīng)濟的提高鋼強度的元素，隨著鋼中C、Si、Mn含量的增加，鋼的強度會大幅度上升，但鋼的韌性和焊接性隨之下降，而型鋼通常要求具有良好的焊接性和韌性，所以一般要求C≤0.20％、Si≤0.80％、Mn≤1.80％；P能提高鋼的耐大氣腐蝕能力，Cu-P系耐大氣腐蝕鋼的P含量可為0.07～0.12％，但P又能提高低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度，使型鋼的低溫沖擊性能大幅下降，因此型鋼一般要求P≤0.035％；除易切削鋼外，S是有害元素，型鋼中要求S越低越好；鋼中添加0.15～0.65％的Cu、0.15～0.65％的Ni、0.20～1.00％的Cr可使鋼具有良好的耐候性能，同時提高鋼的強度；Mo可提高鋼的高溫強度，添加0.20％～0.80％的Mo，可以提高600℃時的高溫強度。
在完全脫氧的情況下加入Ti，可形成大量Ti(C、N)質(zhì)點，當鋼加熱到1250℃以上時，還能發(fā)現(xiàn)有未溶于奧氏體的Ti(C、N)質(zhì)點，阻止奧氏體晶粒的長大。但鋼中加入的Ti含量超過0.015％時，極易形成5μm左右的大尺寸Ti(C、N)，這些Ti(C、N)呈方形，十分尖硬，不利于鋼的疲勞性能。V可形成V(C、N)質(zhì)點，在600℃左右開始溶于奧氏體中，900℃～1000℃完全溶于奧氏體，在隨后的軋制冷卻中從奧氏體中析出，部分V(C、N)質(zhì)點成為鐵素體核心，促進晶內(nèi)鐵素體的產(chǎn)生，使鋼的晶粒得到細化。為保證得到大量的V(C、N)質(zhì)點，V加入量為0.08～0.15％。N可隨爐料和合金帶入鋼中，液態(tài)金屬還可從大氣中吸入部分N，通常堿性氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉鋼的殘留N含量約為0.002～0.008％，電爐冶煉鋼的殘留N含量約為0.006～0.0015％，在隨后的鋼水處理過程中，應根據(jù)不同的冶煉方法，補加N含量為0.010～0.020％，使鋼中的V與N含量符合6≤V/N≤10，配以0.005～0.015％的Ti，可使鋼基體上彌散分布大量的質(zhì)點，見圖1。
綜上所述，本發(fā)明采用下述方法細化型鋼的晶粒1)采用轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉鋼水。
2)用Al進行脫氧后，加入0.005～0.015％的Ti、0.08～0.15％的V和0.010～0.020％的N，使鋼水中V與N的含量符合6≤V/N≤10。
如果采用了真空脫氣對鋼水進行處理，加入Al、Ti、V和N后的真空處理時間必須小于4分鐘。
3)鑄坯冷卻后，將鑄坯加熱到1100～1250℃，軋制型鋼，終軋溫度為700～950℃，型鋼軋制完成后，可采用空冷方式冷卻，即得到晶粒細小的型鋼，其金相組織如圖2所示。
耐候型鋼一般用在各種露天結(jié)構(gòu)件中，不僅要求型鋼具有高強度和優(yōu)良的耐大氣腐蝕能力，同時還要求型鋼應具有良好的低溫沖擊性能和可焊性。鋼中添加的Cr、Ni、Cu等元素提高型鋼的耐候性和強度，但鋼的可焊性和低溫沖擊性能會大幅下降。采用本發(fā)明技術可大幅度的細化耐候型鋼晶粒，既提高強度又提高低溫沖擊性能。又由于提高強度是采用細晶的方法，而不是采用合金強化的方式，因此不會降低耐候型鋼的焊接性。所以，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的型鋼可以更好地滿足使用要求。
實施例1-6表1是采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的6種耐候型鋼，其中的晶粒度級別和力學性能分別是按照GB/T 6394-2002、GB/T 228-2002和GB/T 229-2002評定的。結(jié)果表明，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的耐候型鋼晶粒細小，評級結(jié)果達9.5～10.5級，型鋼的屈服強度達500MPa以上、低溫沖擊性能良好。
表1

表2是未采用本發(fā)明方法軋制的型鋼，結(jié)果表明，型鋼的晶粒度級別、強度指標和低溫沖擊性能均較低。
表2

權(quán)利要求
1.細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)冶煉鋼水；2)用Al進行脫氧；3)加入0.005～0.015％的Ti、0.08～0.15％的V和0.010～0.020％的N后，澆鑄成鑄坯；4)將鑄坯加熱到1100～1250℃后軋制型鋼，終軋溫度為700～950℃；5)冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3所述V與N的含量符合6≤V/N≤10。
3.如權(quán)利要求1所述的細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟5所述的冷卻采用空冷方式。
4.如權(quán)利要求1所述的細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述型鋼為耐候型鋼、耐火型鋼或耐火耐候型鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種細化型鋼晶粒的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1)冶煉鋼水；2)用Al進行脫氧；3)加入0.005～0.015％的Ti、0.08～0.15％的V和0.010～0.020％的N后，澆鑄成鑄坯；4)將鑄坯加熱到1100～1250℃后軋制型鋼，終軋溫度為700～950℃；5)冷卻。本發(fā)明方法不用測定鋼水氧濃度，直接冶煉型鋼，生產(chǎn)出來的型鋼的晶粒度可達9.5級以上，并同時提高型鋼的強度和低溫沖擊性能，與未采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的型鋼相比，屈服強度提高30MPa以上，－40℃低溫沖擊性能提高10J以上。本發(fā)明方法適用于冶煉耐候型鋼、耐火型鋼和耐火耐候型鋼。
文檔編號B21B37/74GK1793395SQ20051002244
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者劉明, 周一平, 方淑芳 申請人:攀枝花鋼鐵(集團)公司