一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法。一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述的鋼板中各組分的含量如下：碳：0.21-0.30%；硅：0.15-0.50%；錳：1.30-1.90%；鈦：0.020-0.040%；銅≤0.25%；磷≤0.015%；硫≤0.010%；硼：0.0008-0.0025%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。采用本發(fā)明生產(chǎn)的裝載機(jī)主刃板、推土機(jī)、平地機(jī)鏟刃用高耐磨鋼達(dá)到了優(yōu)異的硬度和強(qiáng)韌性匹配，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度在-20℃以下。組織中的硬相含量可達(dá)到98%，布氏硬度430-490HBW；鋼板的抗拉強(qiáng)度范圍在1380-1490MPa，通過回火處理，消除了組織內(nèi)應(yīng)力，提高了塑性指標(biāo)，延伸率能達(dá)到12%。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，實(shí)施效果顯著。
【專利說明】一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法。
[0002]【背景技術(shù)】
傳統(tǒng)的高錳耐磨鋼，錳含量達(dá)13%以上，碳含量0.70-1.0%，需要兩次淬火熱處理，水韌處理工藝復(fù)雜,時(shí)間長(zhǎng),成本高；高錳鋼冶煉加入錳合金量過大,需要電弧爐冶煉,澆注偏析嚴(yán)重，軋制過程困難，基本不適宜軋制生產(chǎn)，多以電爐鑄鋼形式生產(chǎn)。裝載機(jī)主刃板、平地機(jī)鏟刃多數(shù)使用鑄造件，價(jià)格高，外表質(zhì)量粗糙，沒有強(qiáng)烈碰撞缺少形成馬氏體轉(zhuǎn)變條件，使用壽命不高。碳錳含量偏高，無法實(shí)施良好的焊接；低溫韌性差，不適宜寒冷地區(qū)使用；成本較高，不利于節(jié)能環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，采用該方法制得的鋼板，其成本低，質(zhì)量精細(xì)，使用壽命長(zhǎng)。
[0004]本發(fā)明是針對(duì)裝載機(jī)主刃板和平地機(jī)鏟刃技術(shù)缺陷，改進(jìn)了常規(guī)高錳鋼技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)降低錳含量和碳含量，適宜轉(zhuǎn)爐快速冶煉，提供一種用含錳鈦硼軋制鋼板，淬火回火技術(shù)改善鋼硬度及強(qiáng)韌性的方法，獲得硬相馬氏體金相組織，該方法流程短、效率高、易操作，易于焊接，成本低廉，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐連鑄工藝控制。
[0005]本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，鋼板中各組分的含量如下:碳:0.21-0.30% ；硅:0.15-0.50% ；錳:1.30-1.90% ；鈦:0.020-0.040% ;銅≤ 0.25% ；磷(0.015% ;硫≤0.010% ;硼:0.0008-0.0025%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，包括下述的步驟:
(1)LF爐外精煉:加熱時(shí)間15分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量；
(2)VD/RH真空脫氣:真空200Pa以下處理20分鐘，喂線后氬氣軟吹10分鐘；
(3)板坯加熱:均熱溫度范圍1100-1150°C，均熱時(shí)間范圍2.5-4.0小時(shí)。通過利用細(xì)小彌散的TiN質(zhì)點(diǎn)和低溫加熱來抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。
[0007](4)粗軋:開軋溫度1050-1100°C，單道次壓下率大于20%。通過反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒。
[0008](5)精軋:開軋溫度范圍920-9701:，單道次壓下率大于15%。在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶。
[0009](6)淬火:溫度880_960°C，冷卻速度范圍15_35°C /s。形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的98%馬氏體金相顯微組織。
[0010](7)鋼板回火:溫度220~280°C，保溫時(shí)間控制2h。
[0011]優(yōu)選的，上述的鋼板布氏硬度440-490HBW ;淬火冷卻速度大于15°C /s。
[0012]鋼板的低溫回火溫度220_280°C。[0013]鋼板的低溫回火溫度為260°C。
[0014]淬火步驟中，加熱溫度為900°C。
[0015]淬火步驟中，冷卻速度范圍20°C /S。
[0016]板坯加熱步驟中，均熱時(shí)間為3小時(shí)。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于，采用本發(fā)明生產(chǎn)的裝載機(jī)主刃板、推土機(jī)、平地機(jī)鏟刃用高耐磨鋼達(dá)到了優(yōu)異的硬度和強(qiáng)韌性匹配，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度在-20°C以下。組織中的硬相含量可達(dá)到98%，布氏硬度430-490HBW ;鋼板的抗拉強(qiáng)度范圍在1380_1490MPa，通過回火處理，消除了組織內(nèi)應(yīng)力，提高了塑性指標(biāo)，延伸率能達(dá)到12%。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，實(shí)施效果顯著。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1 板還熔煉成份為:
C:0.29%, Si:0.35%, Mn:1.42%, P:0.013%, S:0.001%, Al:0.033%, Cu:0.11%, Ti:
0.023%，B:0.0013%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0020]板坯均熱溫度(°C):1120 ;均熱時(shí)間(小時(shí)):3.5 ;粗軋溫度(°C ): 1090 ;粗軋單道次壓下率(％):大于21 ;精軋 溫度(°C ):960 ;精軋單道次壓下率(％):大于15 ;淬火加熱溫度(0C ) 920 ;冷卻速度(°C /s):23 ;回火溫度(°C):250 ;回火時(shí)間(min):120。
[0021]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度32mm ;布氏硬度479HBW ;屈服強(qiáng)度(MPa): 1390 ;抗拉強(qiáng)度(MPa): 1490 ；斷后伸長(zhǎng)率(％):10.0 ;冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_20°C): 37J、35J、36J;
實(shí)施例2
C:0.29%, Si:0.35%, Mn:1.42%, P:0.013%, S:0.001%, Al:0.033%, Cu:0.11%, Ti:
0.023%，B:0.0013%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0022]板坯均熱溫度(°C):1150 ;均熱時(shí)間(小時(shí)):2.8 ;粗軋溫度(°C):1130 ;粗軋單道次壓下率(％):大于20 ;精軋溫度(°C):960 ;精軋單道次壓下率(％):大于15 ;加熱溫度(°C)920 ;冷卻速度(°C /s):22 ;回火溫度(°C):240 ;回火時(shí)間(min):120。
[0023]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度28mm ;布氏硬度472HBW ;屈服強(qiáng)度(MPa): 1390 ;抗拉強(qiáng)度(MPa): 1480 ；斷后伸長(zhǎng)率(％):10 ;冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_20°C): 34J、34J、35J。
[0024]實(shí)施例3 板還熔煉成份為:
C:0.24%, Si:0.32%, Mn:1.67%, P:0.014%, S:0.002%, A1:0.030%, Cu:0.13%, Ti:
0.025%，B:0.0017%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0025]板坯均熱溫度(°C):1128 ;均熱時(shí)間(小時(shí)):3.7 ;粗軋溫度(°C):1100 ;粗軋單道次壓下率(％):大于20 ;精軋溫度(°C ):970 ;精軋單道次壓下率(％):大于15 ;淬火加熱溫度(0C ) 932 ;冷卻速度(°C /s):22 ;回火溫度(°C):280 ;回火時(shí)間(min):120。[0026]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度40mm ;布氏硬度467HBW ;屈服強(qiáng)度(MPa): 1340 ;抗拉強(qiáng)度(MPa): 1450 ；斷后伸長(zhǎng)率(％):10.8 ;冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_20°C): 42J、45J、46J;
實(shí)施例4
板還熔煉成份為:
C:0.29%, Si:0.38%, Mn:1.49%, P:0.019%, S:0.003%, Al:0.030%, Cu: 0.16%, Ti:0.022%，B:0.0015%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0027]板坯均熱溫度(°C):1110 ;均熱時(shí)間(小時(shí)):3.6 ;粗軋溫度(°C):1095 ;粗軋單道次壓下率(％):大于22 ;精軋溫度(°C ):980 ;精軋單道次壓下率(％):大于16 ;淬火加熱溫度(0C ) 940 ;冷卻速度(°C /s):24 ;回火溫度(°C):270 ;回火時(shí)間(min):120。
[0028]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度25mm ;布氏硬度476HBW ;屈服強(qiáng)度(MPa): 1375 ;抗拉強(qiáng)度(MPa): 1480 ；斷后伸長(zhǎng)率(％):10.5 ;冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_20°C): 39J、38J、39J ；
實(shí)施例5
板還熔煉成份為:
C:0.27%, Si:0.36%, Mn:1.67%, P:0.017%, S:0.003%, Al:0.029%, Cu:0.13%, Ti:0.022%，B:0.0019%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0029]板坯均熱溫度(°C):1130 ;均熱時(shí)間(小時(shí)):3.8 ;粗軋溫度(°C):1100 ;粗軋單道次壓下率(％):大于22 ;精軋溫度(°C ):980 ;精軋單道次壓下率(％):大于16 ;淬火加熱溫度(0C ) 940 ;冷卻速度(°C /s):25 ;回火溫度(°C):270 ;回火時(shí)間(min):120。
[0030]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度20mm ;布氏硬度477HBW ;屈服強(qiáng)度(MPa): 1385 ;抗拉強(qiáng)度(MPa): 1480 ；斷后伸長(zhǎng)率(％):10.9 ;冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_20°C): 42J、44J、46J;
實(shí)施例6
成分:C:0.27%, Si:0.36%, Mn:1.67%, P:0.017%, S:0.003%, Al:0.029%, Cu:0.13%,Ti:0.022%，B:0.0019%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0031]板坯均熱溫度(°C):1120 ;均熱時(shí)間(小時(shí)):3.6 ;粗軋溫度(°C):1090 ;粗軋單道次壓下率(％):大于21 ;精軋溫度(°C ):970 ;精軋單道次壓下率(％):大于16 ;淬火加熱溫度(0C ) 930 ;冷卻速度(°C /s):20 ;回火溫度(°C):270 ;回火時(shí)間(min):120。
[0032]鋼板力學(xué)性能:
規(guī)格:鋼板厚度18mm ;布氏硬度479HBW ;屈服強(qiáng)度(MPa): 1390 ;抗拉強(qiáng)度(MPa): 1485 ；斷后伸長(zhǎng)率(％):10.7 ;冷彎:合格；V型縱向沖擊功(_20°C): 45J、47J、47J。
【權(quán)利要求】
1.一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述的鋼板中各組分的含量如下:碳:0.21-0.30% ;硅:0.15-0.50% ;猛:1.30-1.90% ;鈦:0.020-0.040% ;銅≤0.25% ;磷≤0.015% ;硫≤0.010% ;硼:0.0008-0.0025%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，該方法包括下述的步驟: (1)LF爐外精煉:加熱時(shí)間10-20分鐘，造白渣脫硫，加入微量合金調(diào)整鈦含量； (2)VD/RH真空脫氣:真空200Pa以下處理10-30分鐘，喂線后氬氣軟吹6_20分鐘； (3)板坯加熱:均熱溫度范圍1100-1150°C，均熱時(shí)間2.5-4.0小時(shí)，獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒； (4)粗軋:開軋溫度1050-1100°C，單道次壓下率大于20%，通過反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒; (5)精軋:開軋溫度范圍920-970°C，單道次壓下率大于15%，在未結(jié)晶奧氏體區(qū)施以大變形量，使奧氏體晶粒拉伸成變形帶； (6)淬火:溫度880-960°C，冷卻速度15-35°C/s，形成高密度亞結(jié)構(gòu)，獲得細(xì)小均勻的98%馬氏體金相顯微組織； (7)鋼板回火:溫度220~300°C，保溫時(shí)間控制2h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述的鋼板布氏硬度440-490HBW ;淬火冷卻速度大于15°C /s。
4..根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述鋼板的回火溫度220-280°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述鋼板回火溫度為260°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述的淬火步驟中，加熱溫度為900°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述的淬火步驟中，冷卻速度范圍20°C /s。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過調(diào)整錳鈦硼的含量提高鋼板性能的方法，其特征在于，所述的板坯加熱步驟中，均熱時(shí)間為3小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22C38/16GK103484769SQ201310469229
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】馮勇, 孫衛(wèi)華, 劉曉東, 孫風(fēng)曉, 王憲德, 張磊, 王南輝, 賈慧領(lǐng), 賈希光, 史金柱, 謝暉, 畢玉順, 宋雷明 申請(qǐng)人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司