一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明专利技术采用双渣法和留渣操作并控制钢水中的元素成分，通过连铸得到铸坯，再对铸坯进行高温缓冷、轧制、轧后缓冷以及热处理等制造工序获得了一种700MPa级高韧性防爆钢板、本发明专利技术的钢板具有低温韧性优异的特点，钢板的屈服强度在720

【技术实现步骤摘要】
一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶炼
，尤其涉及一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法。

技术介绍

[0002]金属材料连续性好，强度高，韧性好，尤其是钢铁材料，其韧性远高于其他装甲防护材料，是最主要的防爆材料。目前国际上对防爆钢的研究主要集中在材料研发、防爆机理与优化两大部分。国外防爆钢产品研发持续进步，目前已开发出700
‑
1300MPa系列产品，并应用于装甲车辆且通过了实战验证。我国防爆钢研究起步较晚，但随着我国钢铁行业研发队伍壮大、生产工艺装备发展、武器装备防护性能需求的提高，为更高韧性的高强防爆钢开发与创新提供了基本条件。然而随着装甲车辆高防护、高机动、轻量化的需求，防爆钢需要向更高强韧化发展。更高强度导致的塑韧性降低是高强度防爆钢需要攻克的关键难题，需要开展相关攻关研究。目前国内700MPa级防爆钢板
‑
40℃纵向冲击功最高约130
‑
140J左右，相对于国外相同强度级别低温韧性仍较低，限制了防爆钢的使用环境。
[0003]例如中国专利CN105970097A公开了一种稀土处理屈服强度700MPa级防爆高强钢及生产方法，通过合理的化学成分设计，采取冶炼、LF精炼、RH真空脱气、连铸、轧制、热处理等工艺，获得一种显微组织为回火索氏体的稀土处理的防爆高强度钢板，具备抵御8KG TNT炸药的爆炸能力，能够满足防爆使用要求，应用效果较好。但实际上稀土元素在钢中难以分布均匀，造成性能不均匀，且稀土元素收得率极不稳定，造成性能波动大。
[0004]高强度防爆钢显微组织和抗爆轰性能研究公开了一种高强防爆钢显微组织为回火索氏体，原马氏体板条形貌明显，板条宽度为0.2～0.5μm，被析出物和位错面拦截，未贯穿整个原晶粒。板条束呈不规则平行排列，周边变形带附近大量位错发生堆积形成位错墙。应变率为4500～18000s
‑1时，钢材抗压强度逐步增大，展现出良好抗压韧性，满足现有防爆车抗爆轰性能要求。但是其记载了700MPa级高强防爆钢屈服强度为765MPa；抗拉强度为810MPa；伸长率为17％；冲击功(
‑
40℃)为136、147、142J，其韧性较差。
[0005]因此，制造一种低温韧性优异的700MPa级防爆钢，是目前所要解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种700MPa级高韧性防爆钢板(BR700)的制造方法，包括以下步骤：
[0007](1)转炉冶炼采用双渣法和留渣操作降低冶炼钢水中的P、S元素含量，具体操作要求为：在转炉吹炼中途倒出1/2～2/3的炉渣，然后加入新渣料重新造渣，脱P效率可达95％以上，去S效率可达60％以上；在出钢过程中将本炉已经造好的高碱度、高温度和较高FeO含量的终渣的1/3～1/2留在炉内，以便下一炉钢初渣的快速形成，加速转炉冶炼前期去P效率；然后经LF精炼、连铸技术得到铸坯，所述铸坯中的化学成分百分比如下：
[0008]C:0.09
‑
0.16％，Mn:1.00
‑
1.40％，Cr：0.10
‑
0.60％，Ni：0.07
‑
0.30％，Mo：0.10
‑
0.50％，Nb：0.008
‑
0.030％，B:0.0008
‑
0.0025％，Ti≤0.020％，S≤0.03wt％、P≤0.110wt％、Pb≤0.005wt％、As≤0.005wt％、Sn≤0.005wt％、Sb≤0.005wt％、Bi≤0.005wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；
[0009](2)将步骤(1)中的铸坯及时吊入缓冷坑进行缓冷操作；
[0010](3)将步骤(2)缓冷之后的铸坯依次进行加热、轧制成所需尺寸规格的钢板，然后利用超快冷设备进行快速冷却至650
±
10℃；
[0011](4)将步骤(3)快速冷却后的钢板进一步空气冷却至250
‑
400℃后，将钢板吊入缓冷坑进行缓冷；
[0012](5)将步骤(4)缓冷后的钢板进行探伤、抛丸、热处理，得到所述700MPa级高韧性防爆钢板。
[0013]优选的，所述700MPa级高韧性防爆钢板的厚度为6～50mm。
[0014]优选的，步骤(2)所述缓冷是将表面温度为750～850℃的铸坯吊入缓冷坑中缓冷72～120小时。
[0015]优选的，步骤(3)所述加热采用四段步进式加热炉，其中预热段温度为800
±
30℃、二段加热温度为1050
±
30℃、三段加热温度为1250
±
30℃、四段加热温度为1230
±
20℃，出钢温度为1050
‑
1130℃。
[0016]优选的，步骤(3)所述轧制包括粗轧和精轧；所述粗轧的终轧温度1000℃～1050℃，终轧之后的中间坯采用空气冷却，然后进行精轧，精轧采用未再结晶区轧制，压缩比3
‑
5倍，所述精轧的开轧温度900℃～970℃，终轧温度为790
‑
840℃，然后经超快冷设备将钢板从750℃
‑
800℃快速冷却至650
±
10℃。
[0017]优选的，步骤(4)所述缓冷是缓冷是将快速冷却至650
±
10℃的钢板经矫直进入冷床区域空气冷却，空冷至250
‑
400℃之间吊入缓冷坑进行缓冷，缓冷至30～80℃上线剪切。
[0018]优选的，步骤(5)所述热处理热处理包括完全淬火、亚温淬火和回火(QLT热处理)，所述完全淬火温度为880～910℃，亚温淬火温度为830～850℃，回火温度为500
‑
650℃。
[0019]本专利技术的700MPa级新型高韧性防爆钢板(BR700)包含以下成分:
[0020]碳：根据文献总结与生产经验，屈服强度600MPa级以上高强钢大多采用调质热处理，其组织为回火马氏体。为保证淬火马氏体的强度，钢板含C量通常高于0.1％。同时为提高钢板的淬透性，钢中通常加入适量的Cr、Mo、Ni、B等合金元素。为兼顾强度与韧性，BR700的C含量设计为0.09
‑
0.16％。
[0021]锰：Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。通过Mn的添加，可以降低Ar3，抑制渗碳体等碳化物的粗化。Mn有提高调质钢淬透性的作用，但Mn是易偏析元素，含量不宜过高，BR700 Mn含量设计为1.00
‑
1.40％。
[0022]铌：可以提高钢板淬透性，还可以显著提高奥氏体未再结晶温度，同时可以有效细化晶粒，0.01％可有效抑制晶粒长大。但当Nb含量超过0.10％析出相粗大，延伸率将会恶化，BR700 Nb本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)转炉冶炼采用双渣法和留渣操作降低冶炼钢水中的P、S元素含量，具体操作要求为：在转炉吹炼中途倒出1/2～2/3的炉渣，然后加入新渣料重新造渣；在出钢过程中将终渣的1/3～1/2留在炉内，以便下一炉钢初渣的快速形成，加速转炉冶炼前期去P效率；然后经LF精炼、连铸技术得到铸坯，所述铸坯中的化学成分百分比如下：C:0.09
‑
0.16％，Mn:1.00
‑
1.40％，Cr：0.10
‑
0.60％，Ni：0.07
‑
0.30％，Mo：0.10
‑
0.50％，Nb：0.008
‑
0.030％，B:0.0008
‑
0.0025％，Ti≤0.020％，S≤0.03wt％、P≤0.110wt％、Pb≤0.005wt％、As≤0.005wt％、Sn≤0.005wt％、Sb≤0.005wt％、Bi≤0.005wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；(2)将步骤(1)中的铸坯及时吊入缓冷坑进行缓冷操作；(3)将步骤(2)缓冷之后的铸坯依次进行加热、轧制成所需尺寸规格的钢板，然后利用超快冷设备进行快速冷却至650
±
10℃；(4)将步骤(3)快速冷却后的钢板进一步空气冷却至250
‑
400℃后，将钢板吊入缓冷坑进行缓冷；(5)将步骤(4)缓冷后的钢板进行探伤、抛丸、热处理，得到所述700MPa级高韧性防爆钢板。2.根据权利要求1所述700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法，其特征在于，所述700MPa级高韧性防爆钢板的厚度为6～50mm。3.根据权利要求1所述700M...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑磊，赵洪山，关秀格，郭龙鑫，范建文，任新凯，彭伟，左帅，董瀚，和珍宝，
申请(专利权)人：河北普阳钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：