一种Mn-Cr-V系超高强度无磁钢及其生产方法。该钢化学成份按重量百分数计为：C：0.4～0.5％，Si：0.2～0.4％，Mn：16～18％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cr：3.0～4.0％，V：1.0～2.0％，其余为Fe及不可避免的夹杂。其生产方法，按通常纯净钢工艺进行，包括电炉冶炼、钢包炉精炼、真空处理、底浇模铸、铸坯加热、轧制、回火处理、空冷的步骤。该钢的屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1100MPa，延伸率A≥20％，相对磁导率μ≤1.05，适用于大型变压器、发电机等设备的制造。同时，本发明专利技术钢化学成分简单，成本低廉，且易于生产操作，生产效率高，具有显著的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种。该钢化学成份按重量百分数计为：C：0.4～0.5％，Si：0.2～0.4％，Mn：16～18％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cr：3.0～4.0％，V：1.0～2.0％，其余为Fe及不可避免的夹杂。其生产方法，按通常纯净钢工艺进行，包括电炉冶炼、钢包炉精炼、真空处理、底浇模铸、铸坯加热、轧制、回火处理、空冷的步骤。该钢的屈服强度≥900MPa，抗拉强度≥1100MPa，延伸率A≥20％，相对磁导率μ≤1.05，适用于大型变压器、发电机等设备的制造。同时，本专利技术钢化学成分简单，成本低廉，且易于生产操作，生产效率高，具有显著的经济效益和社会效益。【专利说明】
本专利技术属冶金材料
，特别涉及一种适用于大型变压器、发电机、核电等工 程所需的。
技术介绍
无磁钢指的是在磁场中不产生磁感应的钢，其组织主要为奥氏体，磁导率 μ <1.29X10_6H/m。无磁钢的用途非常广泛，在自动控制系统、精密仪表、电讯和电机中， 以及许多军事领域中都需要采用无磁钢。随着社会的进步和经济的发展，对高性能无磁钢 的需求日益增加。目前广泛使用的无磁钢主要为20Mn23AlV系列，其磁导率相对较低，但屈 服强度较低，与Q235钢强度级别相同，往往需要通过提高钢板厚度来满足使用要求，一方 面增加了生产难度，同时加大了钢材用量，有悖当前"高强减薄"主流用钢趋势。 在本专利技术申请之前，申请号为201110329175. 3的中国专利公布了"一种低相对磁 导率的热轧带钢及其制备方法"，该热轧带钢的成分按重量百分比为：C :0. 25?0. 35%， Si :0· 5 ?0· 6 %，Μη :25 ?26 %，A1 :3· 8 ?4. 2 %，V :0· 06 ?（λ 1 %，P :0· 02 ?0· 03 %， S :0. 02?0. 03 %，其余为Fe ;其制备方法为：按设定成分冶炼钢水并铸成铸坯，加热后进 行粗轧获得中间坯，精轧后带钢厚度为2?14mm，冷却后的钢卷经固溶处理和实效处理后 获得成品热轧带钢。该钢室温屈服强度> 400MPa，抗拉强度> 750MPa，断后伸长率> 66%， 相对磁导率< 1.002。该钢的综合性能较好，但是其不足在于其屈服强度较低，仅为400MPa 级。申请号为201210222982. X的中国专利公布了 "一种含铌高锰无磁钢及其制备方法"， 其成分按质量百分比计为：Μη :10?15%、C :0· 8?L 2%、Si :0· 3?0· 5%、Ρ〈0· 008%、 S〈0. 005%、Nb :0. 01?0. 02%，其余为Fe。该含铌高锰无磁钢制备步骤为：冶炼、锻造、热 轧和水韧处理，热轧板在加热炉中l〇〇〇°C保温15min后，水淬。得到900?llOOMPa的抗拉 强度以及50?60%的延伸率，洛氏硬度15?22HRC，磁导率小于1. 0002。该钢的抗拉强度 较高，但是其不足在于其屈服强度较低，仅为300MPa级。申请号为201110054633. 7的中国 专利公布了"一种钻具用无磁钢及其制备方法"，其化学成分按重量百分比含有C :0. 30? 0· 40 %，Si 彡 0· 8 %，Μη :7· 0 ?9. 0 %，P 彡 0· 06 %，S 彡 0· 01 %，Cr :3· 0 ?4. 0 %，Ni : 8. 0?10. 0%，V :1. 0?1. 5%，其余为铁，该钢采用固溶时效热处理强化工艺的制备方法。 该项专利技术的不足在于其屈服强度仅为700MPa级，且化学成分中添加了较高含量的Ni， 大大增加了生产成本。 因此急需开发高强度、综合性能优良的无磁钢，以满足社会发展的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种低成本、易于生产的Mn-Cr-V 系超高强度无磁钢及其生产方法。该钢屈服强度> 900MPa，抗拉强度> llOOMPa，延伸率 A彡20 %，相对磁导率μ彡L 05。 为实现上述目的，本专利技术所设计的Mn-Cr-V系超高强度无磁钢，其化学成份 按重量百分数计为：C :0· 4 ?0· 5 %，Si :0· 2 ?0· 4 %，Μη :16 ?18 %，P 彡 0· 010 %， S彡0· 005%，Cr :3· 0?4. 0%，V :1· 0?2. 0%，其余为Fe及不可避免的夹杂。 优选的，所述Mn-Cr-V系超高强度无磁钢，其化学成份按重量百分数计为：C: 0· 42 ?0· 46%，Si :0· 28 ?0· 35%，Μη :16· 3 ?17. 3%，P 彡 0· 010%，S 彡 0· 005%，Cr : 3. 40?3. 60%，V :1. 50?1. 80%，其余为Fe及不可避免的夹杂。 本专利技术的Mn-Cr-V系超高强度无磁钢的生产方法，按通常纯净钢工艺进行，包括 电炉冶炼、钢包炉精炼、真空处理、底浇模铸、铸坯加热、乳制、回火处理、空冷的步骤，其特 殊之处在于： 所述铸坯加热采取分段式加热，铸坯入炉温度< 400°C，加热速度为35?50°C /h， 加热至650°C，保温2h，随后加热至950°C，保温2h，最终加热至1250?1350°C，保温2h ; 所述轧制时，开轧温度彡1KKTC，终轧温度彡900°C，乳后缓冷至室温。 优选地，所述回火处理时，钢板在500?600°C保温lh。 本专利技术的Mn-Cr-V系超高强度无磁钢中各合金成份的作用机理和生产过程中工 艺参数设置原理如下： (1)碳：C有利于钢中形成单相奥氏体组织，同时也是有效的固溶强化元素。同时， 钢中需要足够的C与添加的V、Cr等合金元素形成弥散的碳化物，以提高强度。但碳含量较 高将影响钢的塑性、韧性。因此C含量控制在0. 4?0. 5%范围，优选为0. 42?0. 46%。 (2)锰：Μη是扩大奥氏体区和强烈地使奥氏体稳定的元素，Μη在钢中大部分固 溶于奥氏体中，形成置换式固溶体，使基体得到强化，而且随着Μη含量的增加 ，γ - ε及 Υ - ε - α ζ马氏体转变温度降低，同时也缩小（Fe，Mn)3(^，出的温度范围，增加奥氏体 的高温稳定性。由于本专利技术钢中C含量较高，因此Μη含量可适当降低，Μη含量控制在16? 18%即可使钢中组织为全奥氏体，优选为16. 3?17. 3%。 (3)硅：Si的原子半径比奥氏体小得多，所以其固溶强化作用明显。在钢中加入少 量的Si，可提高材料的电阻率，以减少涡流。Si在钢中是非碳化物形成元素，能降低C在奥 氏体中的溶解度而促进高锰钢中碳化物析出，对奥氏体组织稳定性不利，而且Si在高锰钢 结晶时有促使粗大枝晶形成的作用，并使钢的晶粒粗化，降低材料机械性能。一般而言选择 Si含量在0· 2?0· 4%，优选为0· 28?0· 35%。 (4)铬：Cr系体心立方结构，原子半径和奥氏体面心立方晶格不同且与Fe原子 半径差异较大，所以Cr固溶于奥氏体后具有显著的强化作用。同时，Cr可与C形成碳化 物，通过时效处理而弥散析出，从而提高钢板强度，故将铬含量控制在3. 0?4. 0%，优选为 3. 40 ?3. 60%。 (5)钒：V是强烈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Mn‑Cr‑V系超高强度无磁钢，其特征在于：该钢的化学成份按重量百分数计为：C：0.4～0.5％，Si：0.2～0.4％，Mn：16～18％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cr：3.0～4.0％，V：1.0～2.0％，其余为Fe及不可避免的夹杂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋畅，陈颜堂，杜明，马玉喜，陶军晖，徐进桥，郭斌，李安平，梅荣利，张扬，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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