一种高强度高韧性合金钢的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度高韧性合金钢的制造方法，包括步骤：采用铁水预脱硫，在真空感应炉上冶炼所述合金钢；合金钢经冶炼浇铸成锭后依次进行初轧轧制和精轧轧制；经所述初轧轧制和精轧轧制后空冷；对空冷后的合金钢进行均质化热处理、热加工、退火、淬火、回火热处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金钢领域，特别是涉及。
技术介绍
在现有技术中，合金钢的碳含量都较高，例如美国材料与试验协会标准ASTMA709/ A709M-01b中的100、100W钢，其碳含量大于O. 10 %，这种合金钢虽然具有高强度，但其韧性、焊接性能都较差。专利申请号为2004100967957公开了一种合金钢。该合金钢的采用 TMCP+RPC+SQ方法进行生产，得到的是抗拉强度级别为800MPa级别的高强度钢，并且该钢以淬火状态交货，但该合金钢的残余应力较大，另外该合金钢中不含Cr，因而耐候性能较差。专利申请号为200410061112. 4也公开了一种合金钢，但该合金钢并未添加微量兀素硼，因此该合金钢的抗拉强度仅为590 650MPa
技术实现思路
针对现在高强度合金钢存在碳含量高，韧性、耐候性能较差、抗拉强度低的问题， 本专利技术提供一种合金钢的制造方法，通过该方法制得的合金钢不仅具有高强度，而且还具有优异的韧性，钢板沿板厚方向上的微观组织和力学性能均匀的抗拉强度为700MPa级的高强度高韧性合金钢，钢的成分设计简单，与传统调质高强度钢相比，钢的碳含量极低，因而其组织均匀性和力学均匀性较好，钢板的韧性、耐候性能优异。合金钢中各化学组成成分的主要作用为碳是钢的主要强化元素，它通过固溶和形成碳化物的方式提高钢的抗拉强度。加碳还可增加钢的变硬化指数，降低屈强比，从而提高钢的动态性能。但过多的碳会造成断裂韧性降低，并使焊接性能变差。Si可推迟低温回火脆性的产生，同时起固溶强化作用，含量低效果不好，过高会降低钢的塑性。Ni可提高基体韧性，适量的Ni与Mn可形成少量残余奥氏体，从而提高钢的塑韧性，过多则使强度下降。同时Ni与Cr、Mo可保证钢所必须的淬透性。Mn与Ni —样，都有利于形成残余奥氏体，提高钢的韧性，故以Mn代部分Ni。Cr与Ni、Mo共同作用可显著提高钢的淬透性，并可阻止残余奥氏体的分解。Mo可提高钢的淬透性，防止回火脆性的产生，同时可降C的活度，阻止碳化物聚集，保持钢的强度加入少量Nb可有效地细化晶粒，从而提高钢的强度和塑韧性。因此，本专利技术提出的制造方法所得的高强度高韧性合金钢的化学成分如下(重量百分比，下同)碳0· 14 O. 19wt%、硅0· 20 O. 33wt%、硼0· 02 O. 05wt%、锰O.85% I. 30wt%、磷彡 O. 02wt%jt :0. 015 O. 02wt%、铬0· 08 O. lwt%、· :0. 6 O.2wt%、镍0· 30 O. 50wt%、铜0· 2 O. 3wt%、钥0· 02 O. 08wt%、钛·.( O. 2wt%、 银彡O. 06wt%，余量为铁。具体实施方式为了更加清楚地说明本专利技术的技术方案，通过下文描述的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例I本专利技术提出的高强度高韧性合金钢的制造方法包括如下步骤(I)采用铁水预脱硫，在真空感应炉上冶炼所述合金钢，该合金钢的其具体化学成分为碳0· 14 O. 19wt%、硅0· 20 O. 33wt%、硼0· 02 O. 05wt%、锰0· 85% I.30wt %、磷彡 O. 02wt 硫0· 015 O. 02wt %、铬0. 08 O. Iwt %、钒0· 6 O.2wt%、镍0· 30 O. 50wt%、铜0· 2 O. 3wt%、钥0· 02 O. 08wt%、钛·.( O. 2wt%、 银彡O. 06wt%，余量为铁。(2)步骤(I)所得的合金钢经冶炼浇铸成锭后依次进行初轧轧制和精轧轧制；其中，初轧开轧温度彡1150°C，精轧开轧温度彡900°C，精轧结束温度彡800°C，累计压下率 ^ 45%，经所述初轧轧制和精轧轧制后空冷；(3)对空冷后的合金钢进行均质化热处理、热加工、退火、淬火、回火热处理，其中 钢锭均质化热处理温度1250°C，时间7小时；热加工加热温度1180-1200°C，加热时间90分钟；退火温度700°C，退火时间I小时；淬火温度900°C，加热时间I小时、回火温度250°C， 回火时间4小时。本专利技术提出的高强度高韧性合金钢的制造方法中，通过选择合适含量的各化学成分，从而可以得到高强度高韧性的合金钢；具体化学成分的设定说明如下Si主要以固溶强化形式提高钢的强度，同时也是钢中的脱氧元素，本专利技术Si含量在 O. 20 % O. 33wt %，优选 O. 25wt%oMn含量选择在O. 85% I. 30wt% ,Mn是重要的强韧化元素，对贝氏体转变有较大的促进作用。但太高的Mn有损于钢的韧性，而太低的Mn则不能保证钢板的强度，本专利技术优选的Mn含量为lwt%。P含量为O. 02wt%, P的高含量会大幅度提高钢的耐候性，并可通过P的适量合理偏聚，弥补极低碳钢晶间强度降低的不足。因此在合金钢领域，P的含量一般都不宜过低，本专利技术优选P的含量是0. 02wt%oS的含量为O. 015 O. 02wt%，高的S含量不仅会使钢板纵横向性能产生明显差异，同时也降低合金钢的低温韧性，而且硫化物夹杂会使合金钢的耐候性能也明显降低，本专利技术优选的S含量为O. 018wt%Ni能提高淬透性，具有一定的强化作用，还能显著地改善钢材的低温韧性。使基材和焊接热影响区低温韧性大幅度提高。Ni还能有效阻止Cu的热脆引起的网裂。Ni可显著提高钢的耐候性能。其加入量小于O. 10%，则Ni起不到作用，但含量过高易造成钢板氧化铁皮难以脱落且增加钢的成本。因此本专利技术中Ni的适宜量为O. 30 O. 50wt%，本专利技术优选Ni含量为O. 4wt%。Mo的含量为O. 02 O. 08wt%。Mo能增加淬透性，显著提高钢的强度。但过高的 Mo会使钢的低温韧性显著恶化。过量的Mo也会在焊接时形成马氏体，导致焊接接头脆性的增加。本专利技术优选的Mo含量为0. 05wt%oNb是强碳氮化合物形成元素，能提高钢的奥氏体再结晶温度。奥氏体可以在更高的轧制温度下进行轧制，此外Nb在轧制过程中通过Nb的碳氮化物的应变诱导析出可以钉扎奥氏体晶粒，细化奥氏体晶粒并提高强度及低温韧性。本专利技术中Nb的适宜量为 ^ O.06wt%oTi是强氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地钉扎奥氏体晶界，因此有助于控制奥氏体晶粒的长大，本专利技术中，Ti的适宜含量控制在彡O. 2wt%。本专利技术提出的高强度高韧性合金钢的制造方法得到的合金钢，其具有高强度，高韧性以及耐候性能优异等特点，可以广泛应用于各种领域。虽然已经描述了本专利技术的一些具体实施例，但是其并非用于限定本专利技术，本专利技术的保护范围由所附的权利要求来限定，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求保护范围的情况下，可以对本专利技术做出各种修改。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度高韧性合金钢的制造方法，包括步骤：（1）采用铁水预脱硫，在真空感应炉上冶炼所述合金钢，该合金钢的其具体化学成分为：碳：0.14～0.19wt％、硅：0.20～0.33wt％、硼：0.02～0.05wt％、锰：0.85%～1.30wt％、磷：≤0.02wt％、硫：0.015～0.02wt％、铬：0.08～0.1wt％、钒：0.6～0.2wt％、镍：0.30～0.50wt％、铜：0.2～0.3wt％、钼：0.02～0.08wt％、钛：≤0.2wt%、铌：≤0.06wt%，余量为铁。（2）步骤（1）所得的合金钢经冶炼浇铸成锭后依次进行初轧轧制和精轧轧制；其中，初轧开轧温度≥1150℃，精轧开轧温度≤900℃，精轧结束温度≤800℃，累计压下率≥45％，经所述初轧轧制和精轧轧制后空冷；（3）对空冷后的合金钢进行均质化热处理、热加工、退火、淬火、回火热处理，其中：钢锭均质化热处理温度1250℃，时间7小时；热加工加热温度1180?1200℃，加热时间90分钟；退火温度700℃，退火时间1小时；淬火温度900℃，加热时间1小时、回火温度250℃，回火时间4小时。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高韧性合金钢的制造方法，包括步骤 (1)采用铁水预脱硫，在真空感应炉上冶炼所述合金钢，该合金钢的其具体化学成分为碳0. 14 0. 19wt %、硅0. 20 0. 33wt %、硼0. 02 0. 05wt %、锰0. 85% I.30wt %、磷彡 0. 02wt 硫0. 015 0. 02wt %、铬0. 08 0. Iwt %、钒0. 6 0.2wt%、镍0. 30 0. 50wt%、铜0. 2 0. 3wt%、钥0. 02 0. 08wt%、钛彡 0. 2wt%、铌< 0. 06wt%，余量为铁。(2)步骤(I)所得的合金钢经冶炼浇铸成锭后依次进行初轧轧制和精轧轧制；其中，初轧开轧温度彡1150°C,精轧开轧温度彡9000C，精轧结束温度彡8000C，...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛艳明，袁志伟，
申请(专利权)人：江苏金源锻造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：