一种超高碳钢板材及其制造方法技术

本申请提供一种超高碳钢板材及其制造方法，其中超高碳钢板材以质量百分比计，具有以下化学元素组成：C：1.15％～1.5％，优选1.15％～1.25％；Si：0.1％～0.35％，优选0.1％～0.25％；Mn：0.1％～0.4％，优选0.3％～0.4％；Als：0.02～0.05％，优选0.02～0.03％；P：0～0.03％，优选0～0.015％；S：0～0.03％，优选0～0.004％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。本申请提供的基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，通过对超高碳钢板材的化学元素组成进行优化，以及对生产工艺的优化，减少夹杂物数量以及元素偏析，得到脱碳层深度小且具有较高强度的超高碳钢板材。有较高强度的超高碳钢板材。有较高强度的超高碳钢板材。

【技术实现步骤摘要】
一种超高碳钢板材及其制造方法


[0001]本申请涉及高碳工具钢生产
，具体涉及一种超高碳钢板材及其制造方法。

技术介绍

[0002]超高碳钢是指碳含量为1.0～2.1％，渗碳体体积百分比为15～32％的普碳钢。超高碳钢板材具有优良的工艺性能和室温力学性能。对于综合性能良好的超高碳钢板材，其在作为耐磨材料、工模具、结构材料方面有着很大的发展空间和应用前景。
[0003]目前国内外超高碳素钢生产技术主要以传统厚板坯热连轧生产技术，生产过程存在钢水化学成分稳定性差，铸坯元素偏析严重、钢板表面脱碳层深、性能稳定性差、轧制薄规格难度大的问题，进而引起钢板退火或调质处理后钢板退火球化不完全或淬火硬度不均匀的问题。本申请提供了一种超高碳钢板材以及基于薄板坯连铸连轧(CSP)工艺制造超高碳钢板材的方法。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种超高碳钢板材以及基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，所述超高碳钢板材可减少了夹杂物的数量和偏析，且具有较高的强度。
[0005]第一方面，本申请提供了一种超高碳钢板材，以质量百分比计，具有以下化学元素组成：
[0006]C：1.15％～1.5％，优选1.15％～1.25％；
[0007]Si：0.1％～0.35％，优选0.1％～0.25％；
[0008]Mn：0.1％～0.4％，优选0.3％～0.4％；
[0009]Als：0.02～0.05％，优选0.02～0.03％；
[0010]P：0～0.03％，优选0～0.015％；
[0011]S：0～0.03％，优选0～0.004％；
[0012]余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0013]本申请的技术方案中，通过对超高碳钢板材的化学元素组成进行优化，减少夹杂物数量以及元素偏析，特别是通过优化C、Si、Als的质量比，适当Si、Als的添加量抑制网状碳化物析出的同时，不需要额外添加碳化物稳定元素就能避免石墨化的发生，合适的C含量能保证得到具有较高强度的超高碳钢板材。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述超高碳钢板材的脱碳层深度与所述超高碳钢板材的厚度的比值≤0.15％。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述超高碳钢板材中B类夹杂物等级≤0.5；D类夹杂物等级≤1。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述超高碳钢板材淬火后洛氏硬度差≤2.2。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述超高碳钢板材的屈服强度R
el
≥850MPa；
[0018]可选的，所述超高碳钢板材的抗拉强度R
m
≥1250MPa；
[0019]可选的，所述超高碳钢板材的断后伸长率≥8％。
[0020]第二方面，本申请提供了一种基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，包括以下步骤：
[0021]S10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，钢水中以质量分数计，C含量＞0.3％，P含量＜0.01％；
[0022]S20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到第一方面任一实施例所述的化学元素组成的合金化钢水；
[0023]S30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯。
[0024]在本申请的技术方案中，基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材，并通过控制转炉冶炼得到的钢水中C含量＞0.3％，P元素＜0.01％，控制钢水氧化性，减少脱氧产物提高了钢水的洁净度，且能减少增碳剂的添加量，保证精炼处理得到具有第一方面实施例中化学元素组成的合金化钢水，从而显著降低超高碳钢板材中夹杂物的数量，进而得到具有较高强度的薄规格的超高碳钢板材。
[0025]在本申请的一些实施例中，所述步骤S30中，所述连铸处理中，连铸保护渣的黏度为0.012～0.13Pa
·
s、熔化温度为710～850℃、碱度为0.8～1。
[0026]在本申请的一些实施例中，所述连铸保护渣具体包括：以质量分数计，12.5％～16.5％Na2O，2％～4％Li2O，8.5％～15.5％F
‑
；
[0027]优选的，所述连铸保护渣具体包括：以质量分数计，14.5％～16％Na2O，2％～3.5％Li2O，12％～14％F
‑
。
[0028]在本申请的一些实施例中，所述步骤S30中，所述连铸处理中，连铸二次冷却区的比水量为1.6～1.7L/(kg
·
min)。
[0029]在本申请的一些实施例中，所述制造方法还包括以下步骤：
[0030]S40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到超高碳钢板材。
附图说明
[0031]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0032]图1为实施例1中超高碳钢板材的金相组织图。
[0033]图2为实施例2中超高碳钢板材的金相组织图。
[0034]图3为实施例3中超高碳钢板材的金相组织图。
[0035]图4为对比例1中超高碳钢板材的金相组织图。
[0036]通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
[0037]本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0038]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方案结合。
[0039]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0040]申请人发现，目前国内外超高碳素钢生产技术主要以传统厚板坯热连轧生产技术，生产过程存在钢水化学成分稳定性差，铸坯元素偏析严重、钢板表面脱碳层深、性能稳定性差、轧制薄规格难度大的问题，进而引起钢板退火或调质处理后钢板退火球化不完全或淬火硬度不均匀的问题。
[0041]由此，申请人首次使用薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材，并对超高碳钢板材的化学组成进行优化，同时对制造方法的工艺参数进行优化，得到了具有良好性能的薄规格的超高碳钢板材。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高碳钢板材，其特征在于，以质量百分比计，具有以下化学元素组成：C：1.15％～1.5％，优选1.15％～1.25％；Si：0.1％～0.35％，优选0.1％～0.25％；Mn：0.1％～0.4％，优选0.3％～0.4％；Als：0.02～0.05％，优选0.02～0.03％；P：0～0.03％，优选0～0.015％；S：0～0.03％，优选0～0.004％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的超高碳钢板材，其特征在于，所述超高碳钢板材的脱碳层深度与所述超高碳钢板材的厚度的比值≤0.15％。3.根据权利要求1所述的超高碳钢板材，其特征在于，所述超高碳钢板材中B类夹杂物等级≤0.5；D类夹杂物等级≤1。4.根据权利要求1所述的超高碳钢板材，其特征在于，所述超高碳钢板材淬火后洛氏硬度差≤2.2。5.根据权利要求1所述的超高碳钢板材，其特征在于，所述超高碳钢板材的屈服强度R
el
≥850MPa；可选的，所述超高碳钢板材的抗拉强度R
m
≥1250MPa；可选的，所述超高碳钢板材的断后伸长率≥8％。6.一种基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴智才，梁亮，齐江华，曾斌，罗钢，刘红军，谢森林，邓之勋，刘彭，徐光，李强奇，郭政伟，陈伟，肖磊，
申请(专利权)人：湖南华菱涟源钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：