專利名稱：一種超高強鋼板的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術，是一種超高強鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術：
超高強度鋼是指其抗拉強度在IOOOMPa以上，接近或超過2000MPa，總伸長率〉10 %，且價格較廉的結構鋼。傳統(tǒng)的淬火-回火工藝不能滿足高強度鋼兼具一定韌性和廉價的要求。目前，一般高強鋼基本上都是通過添加合金元素來使鋼種性能達標，這樣得到的高強鋼成本較高，不利于節(jié)能降耗。為了降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟效益，必須不斷對新工藝、新技術進行試驗研究。珠光體(非形變態(tài))和貝氏體組織較難使鋼的抗拉強度高達2000MPa，馬氏體組織當可勝任。為兼具一定韌性，應使鋼的組織呈位錯條狀馬氏體組織。半世紀以前已認識 到淬火鋼中的殘余奧氏體能改善鋼的塑性和韌性，如條狀馬氏體被幾納米厚的殘余奧氏體所包圍，增加了韌性；利用奧氏體的熱穩(wěn)定化現(xiàn)象，提出工具鋼無變形淬火和高速鋼工件無變形回火熱處理工藝。實驗證明，氫脆裂紋受阻于fee奧氏體，經(jīng)300 1回火含1.3 % Si的300M鋼(殘余奧氏體約3 %)對比4340鋼(殘奧〈2 %)，同樣析出ε碳化物，但應力腐蝕速率慢一個數(shù)量級。徐祖耀曾初步闡述低碳鋼中殘余奧氏體的重要作用。利用Thomas等電鏡實驗結果，徐祖耀計算證明低碳鋼淬火時碳由馬氏體擴散至殘余奧氏體。Speer等提出鋼的Q+P熱處理工藝，即淬火(Q)至Ms Mf間后，經(jīng)一定溫度保溫，使碳自馬氏體分配(partition)至奧氏體，使一定量的奧氏體穩(wěn)定至室溫以保證韌性。為阻礙Fe3C的析出，他們所設計的Q+P鋼中含有1% 2 %Si。徐祖耀在Speer等Q+P工藝基礎上，弓丨入沉淀硬化機制，初步提出Q+P+T工藝，即在鋼中添加碳化合物形成元素，淬火后經(jīng)碳分配外，并使馬氏體內析出彌散復雜碳化物，獲得較高強度及韌性配合。研究表明，殘余奧氏體能有效提高材料的塑性和韌性，為在淬火鋼內得到一定量的穩(wěn)定殘留奧氏體，提出熱處理時采用淬火(Quenching)-碳分配(Partitioning)-回火(Tempering)工藝,簡稱Q-P-T工藝，即鋼板淬火到一定溫度后保溫一定時間,碳自馬氏體分配至殘留奧氏體，然后在一定溫度回火合適的時間后，使其析出復雜碳化物，以增加強化作用。對O. 2%C-Mn-Ti-B進行了類似Q-P-T工藝的熱模擬試驗，并對熱模擬后的試樣進行了組織觀察，得到的組織基本上是板條馬氏體組織及一定量的殘余奧氏體。采用Q-P-T工藝對O. 2%C-Mn-Ti-B進行了試驗研究，然后在各母板上切取兩個拉伸試樣、兩組沖擊試樣、一個金相試樣和一個硬度試樣，得到的性能如表I。從表中可看出，不僅強度比原來有所提高，而且沖擊、延伸率、硬度等比試驗前都有所提高。表I采用Q-P-T工藝對O. 2%C-Mn-Ti-B進行試驗的性能檢測結果
權利要求
1 一種超高強鋼板的生產(chǎn)方法，采用工藝路線為轉爐煉鋼一爐外精煉一連鑄一加熱一軋制一軋后冷卻一熱處理，其特征在于鋼的化學組成質量百分比為c=0. 26 O. 28，Si=L 15 I. 25，Mn=L 50 I. 60，P 彡 O. 015，S 彡 O. 010，Alt ( O. 020，Nb=O. 02 O. 03，V=O. 055 O. 065，Ti=O. 045 O.060, Ni=O. 25 O. 035, Mo=O. 55 O. 65, B=O. 0017 O. 0022 ；工藝步驟為(1)轉爐煉鋼鐵水預處理后硫含量SS0.010%，溫度彡1250°C，鐵水入轉爐前將渣扒干凈；轉爐終點控制C-T協(xié)調出鋼，P ( O. 012%, S彡O. 015%,出鋼時間4 7min，出鋼1/5加入硅鐵和錳鐵對鋼液進行脫氧，除Al以外的合金按正常要求添加，出鋼2/5加完合金，出鋼結束后視終點氧含量加入適量的改質劑和石灰，吹Ar按正常要求進行；(2)爐外精煉LF爐精煉采用氧化物冶金技術對鋼液進行造渣和脫氧操作，精煉后期根據(jù)LF爐鋼液試樣成份補加V-Fe、Nb-Fe, Ti-Fe合金進行成分微調，出站前喂入適量的Si-Ca線，吹Ar5min后加入B-Fe=O. 018 O. 020 ；VD抽取真空開始后的前5min內將鋼包底部Ar攪拌氣體流量降低至零,抽取真空開始3min后，要求快速提高真空度至O. 5tor以下保真空循環(huán)脫氣15min以上；(3)連鑄液相線1497°C，中包過熱度控制5 15°C，連鑄拉速采用中板鑄坯生產(chǎn)典拉速，嚴格執(zhí)行穩(wěn)態(tài)澆鑄，生產(chǎn)連鑄坯厚度300mm，連鑄全程實行保護澆鑄；(4)加熱加熱溫度1240 1260°C，出爐板坯心部溫度大于1150°C，加熱速度9 llmin/cm,總在爐時間大于5h ；(5)軋制粗軋采用高溫、大壓下、慢速軋制技術，壓下規(guī)程編制按軋機的能力選用最大道次壓下量，最大道次壓下率達15%以上，開軋溫度1030 1060°C，終軋溫度940 980°C ；精軋累計壓下率大于60%，最后三道次壓下率大于12%，開軋溫度860 880°C，終軋溫度850 870 O ；(6)軋后冷卻軋后選擇強冷工藝，開冷溫度820 840°C，冷卻至510 550°C空冷，冷卻速度5 14°C /S ；(7)熱處理淬火溫度920 940°C,在爐時間按I.5 I. 7min/mmX板厚min計算,淬火機速度20 40m/min,鋼板淬火后溫度210 260°C,鋼板淬火后快速送入回火爐進行碳分配；碳分配溫度180 200°C,在爐時間按I. Imin/mmX板厚min計算，出爐后空冷。
全文摘要
一種超高強鋼板的生產(chǎn)方法，采用工藝路線為轉爐煉鋼→爐外精煉→連鑄→加熱→軋制→軋后冷卻→熱處理。鋼的化學組成質量百分比為C=0.26～0.28，Si=1.15～1.25，Mn=1.50～1.60，P≤0.015，S≤0.010，Alt≤0.020，Nb=0.02～0.03，V=0.055～0.065，Ti=0.045～0.060，Ni=0.25～0.035，Mo=0.55～0.65，B=0.0017～0.0022。鋼板成分設計簡潔，沒有添加大量的合金元素，降低了生產(chǎn)成本；采用Ti氧化物冶金技術，改善了鋼板的焊接性能；鋼板經(jīng)Q+P處理后組織為超細板條馬氏體+納米級板條殘余奧氏體及沉淀出的復雜碳化物，鋼板強度和塑性的綜合性能優(yōu)于雙相鋼、TRIP鋼及一般馬氏體型鋼；鋼板經(jīng)輥式淬火機淬火后，板型良好；工序簡單，工藝易實現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)淬火、回火不能生產(chǎn)超高強鋼板的難題，實現(xiàn)1700MPa級超高強鋼板的批量生產(chǎn)。
文檔編號C22C33/04GK102925803SQ20121043001
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者楊云清, 成沛祥, 陳衛(wèi)金, 楊俊 , 雷輝, 翟運濤, 唐治宇, 杜江 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司