一種結(jié)構(gòu)鋼的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)鋼制造方法，通過控軋控冷工藝，利用形變與相變之間的均衡關(guān)系，在增加相變形核點(diǎn)的同時利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴(kuò)散，從而縮短相變進(jìn)行周期，該含硼結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為，C：0.08～0.20%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.80～1.50%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，B：0.0008～0.0030%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；本發(fā)明得到加硼的結(jié)構(gòu)鋼組織均勻，晶粒細(xì)小，強(qiáng)韌性良好。
【專利說明】一種結(jié)構(gòu)鋼的制造方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于鋼鐵材料制造領(lǐng)域，具體地說是一種結(jié)構(gòu)鋼的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在合金結(jié)構(gòu)鋼中，為了降低生產(chǎn)成本，普遍地降低了貴重合金元素N1、Cr、Mo等的含量，而適當(dāng)?shù)募尤肽承┨厥夂辖鹪?。硼鋼的發(fā)展就是在這樣的要求下廣泛地應(yīng)用起來的。當(dāng)鋼中加入0.0005~0.0050%硼后，鋼的淬透性大大提高，并改善了熱處理后的機(jī)械性能，因而微量的硼就可以代替大量的合金元素(例如N1、Cr、Mo等)，所以在蘇聯(lián)把“硼”譽(yù)為“鋼中的維生素”。
[0004]硼鋼中加入微量的硼不僅降低奧氏體連續(xù)冷卻時鐵素體的形成速度，延長鐵素體的析出時間，同時Mn與B相結(jié)合，使高溫轉(zhuǎn)變孕育期明顯長于中溫轉(zhuǎn)變。使鐵素體“C”曲線右移，而對貝氏體“C”曲線影響較小，從而用較低的冷速或空冷就可以獲得貝氏體。當(dāng)在低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345中加入硼元素后，用原有的方法生產(chǎn)Q345加硼鋼，其組織與原有的Q345有較大的差別，主要表現(xiàn)為低溫組織(馬氏體與貝氏體)過多，這樣造成了組織隨板厚的增加，組織梯度明顯。使得沖擊性能不穩(wěn)定，延伸率下降。影響Q345級鋼的綜合性能。因此原有的Q345生產(chǎn)方法已經(jīng)不能滿足要求，需要根據(jù)加硼鋼的特點(diǎn)制定新的生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)鋼的制造方法。該方法通過控軋控冷工藝獲得具有優(yōu)異組織性能的含硼鋼。且本發(fā)明工藝簡單、耗能少、成本低。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種結(jié)構(gòu)鋼制造方法，其特征在于該方法通過控軋控冷工藝，利用形變與相變之間的均衡關(guān)系，在增加相變形核點(diǎn)的同時利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴(kuò)散，從而縮短相變進(jìn)行周期，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為，C:0.08~0.20%,Si:0.10 ~0.30%, Mn:0.80 ~1.50%, P:≤ 0.010%, S:≤ 0.010%, B:0.0008 ~0.0030%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；具體要求如下:
(1)加熱:加熱到溫度1200~1225°C，進(jìn)行充分的奧氏體化和奧氏體再結(jié)晶；
(2)進(jìn)行控制軋制:第一階段變形，變形溫度1000~1100°C;第二階段變形，變形溫度850~90(TC ;第三階段變形，變形溫度設(shè)定在Ar3溫度附近變形；
(3)軋后冷卻工藝:冷卻速度5~10°C/s ;終冷溫度600~660°C。
[0007]本發(fā)明加熱時，奧氏體化溫度過高，再結(jié)晶后的奧氏體因B的作用，會進(jìn)一步快速長大；溫度過低，由于B、N化物的作用，對奧氏體再結(jié)晶有推遲作用，奧氏體再結(jié)晶不完全。
[0008]本發(fā)明得到加硼的Q345鋼主要組織為鐵素體與貝氏體和少量的珠光體。組織均勻，晶粒細(xì)小。其中鐵素體為等軸狀，貝氏體片層細(xì)小。[0009]本發(fā)明采用的軋制工藝和冷卻工藝簡單，對軋機(jī)能力要求小，用于工業(yè)生產(chǎn)簡單易行。利用價(jià)格低廉的硼，從而生產(chǎn)優(yōu)異性能的鋼種。并由此來掌握高強(qiáng)度級別鋼中添加硼后，相變規(guī)律與組織性能控制。
[0010]本發(fā)明一方面增加了相變形核點(diǎn)，另一方面，又充分利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴(kuò)散，從而促進(jìn)鋼中縮短相變進(jìn)行周期。隨后，進(jìn)行終冷溫度的控制，控制組織形態(tài)，得到了具有良好比例關(guān)系的鐵素體與貝氏體的關(guān)系，一方面提高了強(qiáng)度，另一方面改善了材料的韌性，突破了含硼鋼的強(qiáng)韌性能匹配的難點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明工藝簡單、耗能少、成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
一種本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)鋼制造方法，所用材料的化學(xué)成分見表1。
[0013]將試樣加熱到1200°C，保溫5 min完全奧氏體化以后，以5°C /s的冷卻速率，分別冷卻到1000°C、85(TC、78(rC道次變形溫度保溫1Os后進(jìn)行名義應(yīng)變量40%、33.3%、50%，單道次壓縮實(shí)驗(yàn)，所有變形道次的應(yīng)變速率為Is—1。隨后進(jìn)行5°C /s控制冷卻方法進(jìn)行冷卻到 600°C，最后置于空氣中冷卻。所獲得的組織由大量多邊形鐵素體、粒狀貝氏體組成，晶粒尺寸較小，有少量珠光體分布在多邊形鐵素體上。
[0014]
表1實(shí)施例含硼結(jié)構(gòu)鋼Q345的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)鋼制造方法，其特征在于該方法通過控軋控冷工藝，利用形變與相變之間的均衡關(guān)系，在增加相變形核點(diǎn)的同時利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴(kuò)散，從而縮短相變進(jìn)行周期，該結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為，C:0.08~`0.20%, Si:0.10 ~0.30%, Mn:0.80 ~1.50%, P: ^ 0.010%, S: ^ 0.010%, B:0.0008 ~`0.0030%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；具體要求如下: (1)加熱:加熱到溫度1200~1225°C，進(jìn)行充分的奧氏體化和奧氏體再結(jié)晶； (2)進(jìn)行控制軋制:第一階段變形，變形溫度1000~1100°C;第二階段變形，變形溫度850~90(TC ;第三階段變形，變形溫度設(shè)定在Ar3溫度附近變形； (3)軋后冷卻工藝:冷卻速度5~10°C/s ;終冷溫度600~660°C。
【文檔編號】C22C38/04GK103774038SQ201210412727
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】吳雪 申請人:吳雪