專利名稱：一種超高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)，是一種超高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
超高強(qiáng)度鋼是指其抗拉強(qiáng)度在IOOOMPa以上，接近或超過2000MPa，總伸長(zhǎng)率〉10 %，且價(jià)格較廉的結(jié)構(gòu)鋼。傳統(tǒng)的淬火-回火工藝不能滿足高強(qiáng)度鋼兼具一定韌性和廉價(jià)的要求。目前，一般高強(qiáng)鋼基本上都是通過添加合金元素來使鋼種性能達(dá)標(biāo)，這樣得到的高強(qiáng)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(jì)效益，必須不斷對(duì)新工藝、新技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。珠光體(非形變態(tài))和貝氏體組織較難使鋼的抗拉強(qiáng)度高達(dá)2000MPa，馬氏體組織當(dāng)可勝任。為兼具一定韌性，應(yīng)使鋼的組織呈位錯(cuò)條狀馬氏體組織。半世紀(jì)以前已認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)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(duì)比4340鋼(殘奧〈2 %)，同樣析出ε碳化物，但應(yīng)力腐蝕速率慢一個(gè)數(shù)量級(jí)。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(shí)驗(yàn)結(jié)果，徐祖耀計(jì)算證明低碳鋼淬火時(shí)碳由馬氏體擴(kuò)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(shè)計(jì)的Q+P鋼中含有1% 2 %Si。徐祖耀在Speer等Q+P工藝基礎(chǔ)上，弓丨入沉淀硬化機(jī)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(nèi)析出彌散復(fù)雜碳化物，獲得較高強(qiáng)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(nèi)得到一定量的穩(wěn)定殘留奧氏體，提出熱處理時(shí)采用淬火(Quenching)-碳分配(Partitioning)-回火(Tempering)工藝,簡(jiǎn)稱Q-P-T工藝，即鋼板淬火到一定溫度后保溫一定時(shí)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(shí)間后，使其析出復(fù)雜碳化物，以增加強(qiáng)化作用。對(duì)O. 2%C-Mn-Ti-B進(jìn)行了類似Q-P-T工藝的熱模擬試驗(yàn)，并對(duì)熱模擬后的試樣進(jìn)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(duì)O. 2%C-Mn-Ti-B進(jìn)行了試驗(yàn)研究，然后在各母板上切取兩個(gè)拉伸試樣、兩組沖擊試樣、一個(gè)金相試樣和一個(gè)硬度試樣，得到的性能如表I。從表中可看出，不僅強(qiáng)度比原來有所提高，而且沖擊、延伸率、硬度等比試驗(yàn)前都有所提高。表I采用Q-P-T工藝對(duì)O. 2%C-Mn-Ti-B進(jìn)行試驗(yàn)的性能檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種超高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，工藝路線為轉(zhuǎn)爐煉鋼一爐外精煉一連鑄一加熱一軋制—加速冷卻一熱處理，其特征在于 鋼的化學(xué)質(zhì)量百分組成為=0. 24 O. 26, Si-L 15 I. 25,Mn=L 45 I. 50，P彡O. 015，S 彡 O. 010，Al=O. 03 O. 06，Nb=O. 02 O. 03，V= O. 055 O. 065，Ti=O. 035 O. 050，Ni=O. 25 O. 035, Mo =0. 55 O. 65, B=O. 0017 O. 002 ； 其工藝步驟為 a.轉(zhuǎn)爐煉鋼鐵水預(yù)處理后鐵水硫含量SS0.010%，溫度彡1250°C，鐵水入轉(zhuǎn)爐前必須將渣扒干凈；轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制C-T協(xié)調(diào)出鋼，P彡O. 012%, S彡O. 015% ;擋渣出鋼，渣厚(50mm,出鋼時(shí)間Γ7π η，出鋼1/5加入合金，出鋼2/5加完合金；出鋼后打入Al線脫氧不少于250m ； b.精煉LF爐精煉對(duì)鋼液進(jìn)行造白渣和脫氧操作，精煉后期根據(jù)LF爐鋼液試樣成份補(bǔ)加V-Fe、Nb-Fe, Ti-Fe合金進(jìn)行成分微調(diào)；出站前喂入適量的Si-Ca線，吹A(chǔ)r5min后加入B-Fe, B-Fe的加入量按照O. 018 O. 020控制；VD抽取真空開始后的前5min內(nèi)，將鋼包底部Ar攪拌氣體流量降低至零；抽取真空開始3min后，快速提高真空度至O. 5tor以下保真空循環(huán)脫氣15min以上； c.連鑄液相線1499°C，中包過熱度控制5 15°C，連鑄拉速采用中板鑄坯生產(chǎn)典拉速執(zhí)行，生產(chǎn)連鑄坯厚度300mm，全程實(shí)行保護(hù)澆鑄；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(shí)間大于5h ； e.軋制粗軋采用高溫、大壓下、慢速軋制技術(shù)，壓下規(guī)程編制選用最大道次壓下量，最大道次壓下率達(dá)15%以上，開軋溫度1040 1070°C，終軋溫度940 980°C;精軋累計(jì)壓下率大于60%，最后三道次壓下率大于12%，開軋溫度890 910°C，終軋溫度850 870°C; f.軋后冷卻軋后ACC強(qiáng)冷，開冷溫度820 850°C，冷卻至510 550°C空冷，冷卻速度 4 19。。/S ； g.熱處理淬火溫度920 940°C,在爐時(shí)間按I.4 I. 5min/mmX板厚min計(jì)算,淬火機(jī)速度27 45m/min,鋼板淬火后溫度230 280°C,淬火后快速送入回火爐進(jìn)行碳分配； 碳分配溫度150 200°C,在爐時(shí)間按O. 8min/mmX板厚min計(jì)算，出爐后空冷。
全文摘要
一種超高強(qiáng)鋼板的生產(chǎn)方法，工藝路線為轉(zhuǎn)爐煉鋼→爐外精煉→連鑄→加熱→軋制→加速冷卻→熱處理鋼的化學(xué)質(zhì)量百分組成為=0.24～0.26，Si-1.15～1.25，Mn=1.45～1.50，P≤0.015，S≤0.010，Al=0.03～0.06，Nb=0.02～0.03，V=0.055～0.065，Ti=0.035～0.050，Ni=0.25～0.035，Mo=0.55～0.65，B=0.0017～0.002；本發(fā)明簡(jiǎn)潔的鋼種成分設(shè)計(jì)，降低了鋼板的生產(chǎn)成本；采用純凈鋼水生產(chǎn)高質(zhì)量的連鑄坯；低溫長(zhǎng)時(shí)間加熱板坯獲得晶粒細(xì)小、成分均勻的奧氏體晶粒；粗軋高溫大壓下、慢速軋制充分細(xì)化鑄坯中心組織，精軋累計(jì)壓下率保證奧氏體有足夠的變形帶，加速冷卻后轉(zhuǎn)變組織晶粒細(xì)小、均勻；Q工藝保證鋼板淬火后為馬氏體及足夠的殘余奧氏體，P處理后保證殘余奧氏體的穩(wěn)定，提高了鋼板的塑性及韌性。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102912231SQ20121042994
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者楊云清, 曹志強(qiáng), 陳衛(wèi)金, 楊俊 , 雷輝, 張青學(xué), 劉吉文, 羅登 申請(qǐng)人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司