一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺。所述制备工艺包括如下步骤：(1)初炼钢水；(2)调整钢水元素含量；(3)炉外精炼；(4)转炉冶炼；(5)热轧与冷轧。所述制备工艺，通过钢水成分控制、连铸连轧后采用冷轧、回火方式，将热轧生产工艺优势与冷轧生产工艺揉合在一起，从而减少钢材用量，减少矿石与能源消耗以降低生产成本，并减轻环境污染，提高了产品的质量价值。本发明专利技术得到的超级钢材经检测，其屈服强度为2000～2400MPa、抗拉强度为2450～3000MPa、延伸率为16～18％，均达到优异的性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺


[0001]本专利技术属于钢材生产(加工)领域，具体涉及一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺。

技术介绍

[0002]20世纪末期以来，世界钢铁产量快速增长，钢铁行业取得了巨大的进步。但是，钢铁工业急剧快速的发展在解决国民经济急需、发挥正能量的同时，也造成了一系列问题。首先是资源、能源的限制凸显，原因在于矿石、铁合金等资源大量依赖进口，发展的命脉基本掌握在几个国外矿山巨头的手中。其次污染、排放等环境问题已经严重危及社会发展和人民生活。而我国的产品，特别是量大面广的产品仍然停留在相对初级的阶段，钢铁材料的潜力急待挖掘，升级换代迫在眉睫。
[0003]现超级钢材最大缺陷为工艺难以突破，钢材的综合力学性能差，韧性、延伸率差。世界钢铁技术中300M钢强度高，但延性最好只能到9.5％，国外用增材制造原位回火方法生产的钢材抗拉强度为1300MPa，延伸率约为10％的大马士革钢。而对于低成本制造超级钢材的同时，使钢材在屈服强度、抗拉强度和延伸率等方面亦达到优异性能的工艺，可在军事领域进行大批量使用。目前仍为空白。
[0004]故基于此，提出本专利技术技术方案。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺。所述制备工艺，通过钢水成分控制、连铸连轧后采用冷轧、回火方式，将热轧生产工艺优势与冷轧生产工艺揉合在一起，从而减少钢材用量，减少矿石与能源消耗以降低生产成本，并减轻环境污染，提高了产品的质量价值。得到的超级钢材经检测，其屈服强度为2000～2400MPa、抗拉强度为2450～3000MPa、延伸率为16～18％，均达到优异的性能。
[0006]本专利技术的方案是提供一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：
[0007](1)初炼钢水，待钢水中碳含量为0.35～0.8wt.％、磷含量≤0.015wt.％、硫含量≤0.01wt.％时向钢包出钢；
[0008](2)在出钢过程中，调整镍含量为4.5～9wt.％、锰含量为0.3～3.1wt.％、硅含量为0.32～1.8wt.％、铬含量为0.2～1.2wt.％、钼含量为0.45～1.65wt.％、铌含量为0.035～0.06wt.％、并控制铝含量为0.01～0.06wt.％、氮含量≤0.008wt.％；
[0009](3)在钢包炉外精炼时进行加热，保证奥氏体均匀化及合金元素充分溶解和均匀化，并调整钢水钒含量为0.45～1.02wt.％、铜含量≤0.035wt.％；
[0010](4)随后进行转炉冶炼，同时匹配炼钢炉和连铸机，以使连铸机和高温状态的热轧机直接相连，并对铸坯进行加热保温；
[0011](5)采用多道次异型轧制对铸坯进行热轧，待冷却后进行冷轧轧制，完成后实行不
完全回火处理，即得到超级钢材。
[0012]为便于理解本专利技术热轧
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冷轧工艺的突出作用，进行如下说明：
[0013]热轧轧制后的钢材力学性能的屈服强度一般约为1200MPa，抗拉强度约为1700MPa，延伸率约为22％。当钢筋冷却到一定温度时进行后期冷轧轧制，冷轧轧制相对传统轧机轧制力高3～7倍，轧制强度保证组织内部的微粒不变型，表面微粒相互渗入并密切接合，通过多道次异形轧制将普通的碳素结构钢晶粒细化。轧后对钢材实行不完全回火处理，其加热温度300～600℃。加热装置根据轧制速度和钢材规格匹配感应线圈，并设定频率，调整功率来进行加热。功能原理是用感应电流流过钢材产生热量来进行加热，能够提高加热效率和简化设备，技术采用中、高频电源并联式同步传动，钢材内部的感应发热通过线圈的电流精密控制。实现极大能量密度的加热。对碳化物的分布和尺寸进行控制，使其非常均匀、细小地分散于基体之上，通过对碳化物的精细程度及弥散分布的控制，钢筋边部的铁素体已再结晶为等轴晶粒，渗碳体也聚集成球状并在铁素体基体上析出Si、Mn等，合金元素含量较高的边部出现了较为粗大的多边形铁素体组织，原富碳奥氏体也已转变为碳化物并于铁素体基体上析出。而细化的索氏体和珠光体组织则可以提高钢筋的屈强比与静力韧度。随着自回火温度的提高，钢筋的边部组织由回火马氏体转变为回火珠光体，且钢筋心部的珠光体组织也得到细化从而获得高强度、高韧性和优良的弯曲加工性能以及良好的焊接性能。其钢筋力学性能其屈服强度为2000～2400MPa、抗拉强度为2450～3000MPa、延伸率为16～18％，均达到优异的性能。
[0014]优选地，步骤(2)中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁。
[0015]优选地，步骤(3)中，所述加热的温度为1050～2300℃。
[0016]优选地，步骤(4)中，在转炉冶炼过程中采用电磁搅拌，以使元素在钢中弥散至分布均匀。
[0017]优选地，步骤(4)中，对铸坯进行加热至1150～1250℃，并按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定。
[0018]优选地，步骤(5)中，所述热轧的温度为820～980℃。
[0019]优选地，步骤(5)中，所述不完全回火处理的温度为300～600℃。
[0020]基于相同的技术构思，本专利技术的再一方案是提供一种由上述工艺制备得到的超级钢材。所述超级钢材包含如下质量百分比的元素：碳0.35～0.8wt.％、镍4.5～9wt.％、锰0.3～3.1wt.％、硅0.32～1.8wt.％、铬0.2～1.2wt.％、钼0.45～1.65wt.％、铌0.035～0.06wt.％、钒0.45～1.02wt.％、铝0.01～0.06wt.％、铜≤0.035wt.％、磷≤0.015wt.％、硫≤0.01wt.％、氮≤0.008wt.％和余量的铁。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术所述揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺，通过钢水成分控制、连铸连轧后采用冷轧、回火方式，将热轧生产工艺优势与冷轧生产工艺揉合在一起，从而减少钢材用量，减少矿石与能源消耗以降低生产成本，并减轻环境污染，提高了产品的质量价值。
[0023]本专利技术得到的超级钢材经检测，其屈服强度为2000～2400MPa、抗拉强度为2450～
3000MPa、延伸率为16～18％，均达到优异的性能。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]本专利技术提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括如下步骤：(1)初炼钢水，待钢水中碳含量为0.35～0.8wt.％、磷含量≤0.015wt.％、硫含量≤0.01wt.％时向钢包出钢；(2)在出钢过程中，调整镍含量为4.5～9wt.％、锰含量为0.3～3.1wt.％、硅含量为0.32～1.8wt.％、铬含量为0.2～1.2wt.％、钼含量为0.45～1.65wt.％、铌含量为0.035～0.06wt.％、并控制铝含量为0.01～0.06wt.％、氮含量≤0.008wt.％；(3)在钢包炉外精炼时进行加热，保证奥氏体均匀化及合金元素充分溶解均匀化，并调整钢水钒含量为0.45～1.02wt.％、铜含量≤0.035wt.％；(4)随后进行转炉冶炼，同时匹配炼钢炉和连铸机，以使连铸机和高温状态的热轧机直接相连，并对铸坯进行加热保温；(5)采用多道次异型轧制对铸坯进行热轧，待冷却后进行冷轧轧制，完成后实行不完全回火处理，即得到超级钢材。2.根据权利要求1所述揉合热轧冷轧生产超级钢材的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王高华，王文浩，王文韬，
申请(专利权)人：湖南高华新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：