一种低温冲击韧性优异的贝氏体钢的生产方法技术

通过对成分的改进、对冶炼工艺、精炼工艺、连铸工艺的控制，提供一种高纯净度、具有更好的硬度和更优良的耐磨性能、耐腐蚀性能、低温冲击韧性优异的贝氏体钢制备方法。具体包括：KR法铁水预处理，顶底复吹转炉冶炼，LF炉精炼，VD处理，方坯连铸，轧制、热处理。热处理。

【技术实现步骤摘要】
一种低温冲击韧性优异的贝氏体钢的生产方法


[0001]本专利技术涉及钢领域，具体地，涉及一种低温冲击韧性优异的贝氏体钢的生产方法。

技术介绍

[0002]铁路运输速度快、运行环境恶略，因此对于钢的抗裂纹能力、耐磨能力、抗腐蚀能力、低温冲击韧性要求越来越高。
[0003]珠光体是钢轨品种中的一种典型类型，不过越来越多的研究认为珠光体钢轨片间距及其强度已经逐步接近工业水平能达到的极限值，而且以珠光体组织作为钢轨时其冲击韧性相对较小。与珠光体钢轨相比，贝氏体钢轨在满足高强度及高韧性的前提下，还具有良好的抗接触疲劳性能。贝氏体钢轨钢是将轧后或者重新奥氏体化处理的钢轨快冷至贝氏体相变区，经过等温或者连续冷却的方式获得具有贝氏体组织的钢轨钢。贝氏体钢轨已经越来越开始吸引各界的关注。因为贝氏体与珠光体钢有着完全不同的结构，在断裂韧性、耐磨性和疲劳性能上比珠光体钢有明显的提高，其冲击性能比珠光体钢有明显的提高，尤其是低温冲击性能。
[0004]贝氏体钢与珠光体钢有着完全不同的成分设计，鞍钢股份有限公司CN110468347A记载了“一种高强韧性贝氏体钢轨，其特征在于，该钢轨的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.30％，Si：1.00％～1.80％，Mn：1.80％～2.80％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，Cr：0.50％～1.00％，Mo：0.40％～0.70％，Nb：0.02％～0.08％，V：0.05％～0.10％，Ti:0.003％～0.020％，O≤0.0005％，N：0.0030
>‑
0.0060％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述高强韧性贝氏体钢轨的抗拉强度≥1350MPa，屈服强度≥1150MPa，延伸率≥14％，常温冲击试验的冲击吸收能量AKU2≥70J，断面收缩率≥50％，硬度≥410HBW”。武汉钢铁有限公司CN109023035A记载了“一种超低铝含量高强度贝氏体钢轨钢，其特征在于：该钢轨钢中化学成分及其重量百分含量为：C：0.10％～0.25％，Si：1.50％～1.90％，Mn：1.40％～1.90％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr：1.10％～1.50％，Mo：0.40％～0.70％，Ni：0.40％～0.75％，V：0.04％～0.15％，Alt≤0.004％，其余为Fe和不可避免杂质”。武汉钢铁有限公司CN111607738 A记载了“一种耐腐蚀高强度珠光体钢轨，其特征在于，它包括如下质量百分比的各化学组分：C:0.65～0.80，Si:0.45～0.85，Mn:1.0～1.5，P≤0.020，S≤0.020，Cr:0.68～0.95，Nb:0.03～0.06，Cu:0.8～1.6，B:0.002～0.006，余量为Fe及不可避免的杂质，钢轨抗拉强度为1280～1350MPa，延伸率A为11～13％，踏面硬度为360～390HB，室温冲击功AKU＞20J”，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司CN109338076A记载了“珠光体钢轨的成分为：C：0.70
‑
0.86％，Si：0.10
‑
1.00％，Mn：0.10
‑
1.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，V：0.01
‑
0.15％，Cr：0.01
‑
1.00％，余量为Fe和杂质。珠光体钢轨全断面由片状珠光体组织和铁素体组织构成，以重量百分比计，片状珠光体组织的含量为99.0
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99.5％，铁素体组织的含量为0.5
‑
1.0％”。很明显贝氏体钢轨的C、Si、Mn含量均要明显低于珠光体钢。
[0005]钢轨的纯净度与质量稳定性是影响钢轨质量与力学性能的重要因素。在冶炼与轧制过程中，随着温度的变化，钢铁材料中不可避免地存在着非金属夹杂物和一些有害元素。
纯净度控制的关键是对钢中氢、全氧、铝和非金属夹杂物等的控制，在常规钢的冶炼过程中经常使用铝脱氧，但是因为铝会形成氧化铝夹杂物，会引起钢轨的裂纹。另外，精炼工艺对于P、S、O、夹杂物的控制具有很大的影响，连铸工艺如果控制不当，会有气体进入钢水，大量夹杂物的形成，所以一直希望在冶炼工艺、精炼工艺、连铸工艺具有好的脱氧技术和脱氧产物去除。另外，随着铁路向更广阔的地区延伸，比如用于东北地区、西北地区的高寒环境，所以也应该具备一定的低温冲击韧性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是通过对成分的改进、对冶炼工艺、精炼工艺、连铸工艺的控制，提供一种高纯净度、具有更好的硬度和更优良的耐磨性能、耐腐蚀性能、低温冲击韧性优异的贝氏体钢轨制备方法。
[0007]本专利技术提供了一种低温冲击韧性优异的贝氏体钢轨的生产方法，其特征在于：
[0008](1)KR法铁水预处理；
[0009](2)顶底复吹转炉冶炼，转炉冶炼钢液出钢过程中加入脱氧剂；
[0010](3)LF炉精炼，LF炉采用的精炼渣以质量百分比计含有CaO 50
‑
53％、SiO2 20
‑
23％；
[0011](4)VD处理；
[0012](5)方坯连铸，连铸采用全保护浇注；
[0013](6)轧制、热处理。
[0014]进一步的，所述低温冲击韧性优异的贝氏体钢轨的生产方法，其特征在于：
[0015](1)KR法铁水预处理；
[0016](2)顶底复吹转炉冶炼，转炉冶炼钢液出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂以质量百分比计含Si 72
‑
73％、Ca 11
‑
12％、Ba 11
‑
12％、SiC 1
‑
2％、余量为Fe+Al+杂质元素，脱氧剂加入量为1.5～2.0kg/t钢液；
[0017](3)LF炉精炼，LF炉采用特定的精炼渣以质量百分比计是CaO 50
‑
53％、SiO2 20
‑
23％、MgO 5
‑
10％、Al2O3 6
‑
10％、CaF2 6
‑
10％、FeO≤1.5％；
[0018](4)VD处理；
[0019](5)方坯连铸，连铸采用全保护浇注；
[0020](6)轧制、热处理，先将连铸坯均热温度为1260
‑
1310℃，保温时间为1
‑
1.5小时；粗轧开轧温度为1100
‑
1150℃，粗轧结束温度960
‑
1000℃，精轧开轧温度为940
‑
980℃，终轧结束温度为800
‑
830℃；回火温度310～330℃，保温处理8
‑
12小时后空冷；
[0021]所述贝氏体钢轨成分以重量百分数计为：C 0.31～0.33％；Si 1.5～1.6％；Mn 1.9～2.0％；Cr 0.10～0.25％；V 0.15
‑
0.25％、C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温冲击韧性优异的贝氏体钢的生产方法，其特征在于：(1)KR法铁水预处理；(2)顶底复吹转炉冶炼，转炉冶炼钢液出钢过程中加入脱氧剂；(3)LF炉精炼，LF炉采用的精炼渣以质量百分比计含有CaO 50
‑
53％、SiO2 20
‑
23％；(4)VD处理；(5)方坯连铸，连铸采用全保护浇注；(6)轧制、热处理。2.一种低温冲击韧性优异的贝氏体钢的生产方法，其特征在于：(1)KR法铁水预处理；(2)顶底复吹转炉冶炼，转炉冶炼钢液出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂以质量百分比计含Si 72
‑
73％、Ca 11
‑
12％、Ba 11
‑
12％、SiC 1
‑
2％、余量为Fe+Al+杂质元素，脱氧剂加入量为1.5～2.0kg/t钢液；(3)LF炉精炼，LF炉采用特定的精炼渣以质量百分比计是CaO 50
‑
53％、SiO2 20
‑
23％、MgO 5
‑
10％、Al2O3 6
‑
10％、CaF2 6
‑
10％、FeO≤1.5％；(4)VD处理；(5)方坯连铸，连铸采用全保护浇注；(6)轧制、热处理，先将连铸坯均热温度为1260
‑
1310℃，保温时间为1
‑
1.5小时；粗轧开轧温度为1100
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1150℃，粗轧结束温度960
‑
1000℃，精轧开轧温度为940
‑
980℃，终轧结束温度为800
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830℃；回火温度310～330℃，保温处理8
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12小时后空冷；所述贝氏体钢成分以重量百分数计为：C 0.31～0.33％；Si 1.5～1.6％；Mn 1.9～2.0％；Cr 0.10～0.25％；V 0.15
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0.25％、Cu 0.2
‑
0.4％、Ni 0.9
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【专利技术属性】
技术研发人员：李赶坡，张觉灵，杨海西，张素英，闫兴丽，
申请(专利权)人：河北敬业钢构科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：