一种高强韧门架型钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高强韧门架型钢及其制备方法，所述型钢按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.15％～0.50％、Si：0.35％～0.50％、Mn：1.40％～2.50％、P≤0.020％、S≤0.010％、V：0.07％～0.20％、Nb：0.025％～0.100％、Cr：0.30％～1.00％、N：0.01％～0.015％、RE：0.5ppm～50ppm、As≤80ppm、B≤5ppm，其余为铁和不可避免的杂质。在结晶器喂RE线解决了易氧化、钢液可浇性差的问题。实现型钢材料屈服强度大于等于500MPa，

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧门架型钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及轧钢、材料冶金
，特别涉及一种高强韧门架型钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]门架型钢用来制作叉车门架，承受载荷的重量和升降过程中辊轮的循环往复碾压，门架型钢的力学性能和尺寸精度决定了叉车的寿命和运行稳定性。随着叉车无人化、智能化工作场景占比越来越高，高可靠、高稳定成为叉车运行的必然选择，叉车行业对门架用型钢材料的强韧性能和精度要求越来越高。微量的RE元素可改善型钢的韧性和疲劳性能，在现有技术中通常在精炼工艺添加RE元素，在精炼工艺添加RE元素存在易氧化、钢液可浇性差的问题。
[0003]申请号为CN201410106254.1的中国专利公开了一种耐低温叉车门架用槽钢及其制备方法，所述耐低温叉车门架用槽钢的化学成分的重量百分数为：C 0.12～0.18％、Si 0.20～0.40％、Mn 1.35～1.55％、P≤0.030％、S≤0.020％、V 0.090～0.12％、Ti 0.005～0.025％，其余为铁和微量杂质。本专利技术主要通过低碳含量，应用铝脱氧、钒钛复合微合金化工艺，结合控制加热和轧后控冷实现耐低温叉车门架用槽钢产品生产，生产得到的槽钢力学性能良好，屈服强度大于460MPa，抗拉强度大于605MPa，
‑
5℃纵向冲击功大于127J。该技术采用传统合金化方法实现了一定的强韧性能，但对材料的强韧性能提升有限。
[0004]申请号为CN201410213192.4的中国专利公开了一种叉车门架用高强度H型钢及其制造方法，该制造方法包括初炼铁水，初炼钢水，调整钢水的元素含量，连铸，轧制等步骤。屈服达到546MPa，抗拉强度达到737MPa，20℃冲击韧性达到44J。该技术通过采用高碳高合金方法实现了材料较高的强度，但仅能满足20℃冲击韧性要求，且由于较低的终轧温度，型钢的尺寸精度难以保证。
[0005]申请号为CN201910932914.4的中国专利公开了一种高强度耐低温叉车门架型钢及其制备方法，，所述叉车门架型钢按重量百分比由以下成分组成：C：0.15％～0.20％、Si：0.35％～0.50％、Mn：1.40％～1.60％、P≤0.020％、S≤0.010％、V：0.07％～0.09％、Nb：0.025％～0.04％、Cr：0.30％～0.45％、N：0.011％～0.016％、O≤0.003％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法为：转炉冶炼，LF精炼，连铸，钢坯加热，轧制，轧后冷却。本专利技术的V、Nb、Cr范围较窄，实际应用中，控制到这个范围存在两个问题，一是范围太窄，控制难度大；二是低温冲击性能不稳定。
[0006]因此，需要一种高强韧门架型钢及其制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高强韧门架型钢及其制备方法，实现了型钢的材料屈服强度大于等于500MPa，
‑
20℃低温冲击功50J以上，型钢腿厚精度
±
0.5mm，腿高
±
0.8mm，有效保障了叉车的使用寿命和稳定性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种高强韧门架型钢，所述型钢按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.15％～0.50％、Si：0.35％～0.50％、Mn：1.40％～2.50％、P≤0.020％、S≤0.010％、V：0.07％～0.20％、Nb：0.025％～0.100％、Cr：0.30％～1.00％、N：0.01％～0.015％、RE：0.5ppm～50ppm、As≤80ppm、B≤5ppm，其余为铁和不可避免的杂质。
[0010]进一步地，在上述的高强韧门架型钢中，所述型钢的同一横截面C极差≤0.02％、Mn极差≤0.03％。
[0011]进一步地，在上述的高强韧门架型钢中，所述型钢的组织比例为：铁素体50％
‑
80％，其余为片状珠光体。
[0012]另一方面，提供了一种上述的高强韧门架型钢的制备方法，包括如下步骤：
[0013]步骤S1：采用低As铁水和废钢进行转炉冶炼和LF精炼，
[0014]步骤S2：采用连铸机铸造出钢坯，
[0015]步骤S3：利用缓冷坑对钢坯进行缓冷，
[0016]步骤S4：钢坯经加热、轧制、冷却后制成高强韧门架型钢。
[0017]进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤S1中，铁水中的As含量≤80ppm，铁水在转炉炼钢的原料中占比不小于80％。
[0018]进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤S1中，精炼炉的耐火材料、脱氧剂、脱硫剂、合金均采用低B材料，其中，按质量百分比B含量≤0.01％。
[0019]进一步地，在上述的制备方法中，连铸机设置有结晶器电磁搅拌，结晶器电磁搅拌的电流为250A
‑
300A，电磁搅拌过程中在结晶器喂RE线。
[0020]进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤S3中，钢坯温度在750℃
‑
850℃时入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间大于24h，钢坯温度在200℃
‑
300℃时出缓冷坑。
[0021]进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤S4中，在轧制工序采用5道次对钢坯进行精轧，并对型钢的腿部尺寸采用异步控制，其中，第1、3、5道次对腿部厚度进行控制，第2、4精轧道次对腿部高度进行控制。
[0022]进一步地，在上述的制备方法中，在所述步骤S4中，轧制后的型钢温度在800
‑
900℃时上冷床冷却至100℃以下，700℃
‑
900℃之间冷速1℃
‑
2℃/s，500℃
‑
700℃之间冷速0.2℃
‑
1℃/s。
[0023]分析可知，本专利技术公开一种高强韧门架型钢及其制备方法，该制备方法采用较少的Mn、V、Nb、Cr合金含量，通过对组织的协同强化提升材料强度，并将生产成本控制在较经济的水平。在结晶器喂RE线解决了RE元素添加后带来的易氧化、钢液可浇性差的问题。合理的电磁搅拌参数设定，解决了结晶器喂RE线存在的混匀时间短，铸坯成分不均匀问题。As元素和B元素的严格控制，消除了在晶界聚集导致的低温冲击性能降低。精轧过程中，通过将腿部尺寸分别在不同的道次进行控制，既解决了腿部折叠缺陷，又实现了腿部尺寸的高精度控制。在成本较低的情况下，实现型钢材料屈服强度大于等于500MPa，
‑
20℃低温冲击功50J以上，型钢腿厚精度
±
0.5mm，腿高
±
0.8mm，有效保障了叉车的使用寿命和稳定性。
具体实施方式
[0024]下面将结合实施例来详细说明本专利技术。各个示例通过本专利技术的解释的方式提供而
非限制本专利技术。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧门架型钢，其特征在于，所述型钢按质量百分比由以下化学成分组成：C：0.15％～0.50％、Si：0.35％～0.50％、Mn：1.40％～2.50％、P≤0.020％、S≤0.010％、V：0.07％～0.20％、Nb：0.025％～0.100％、Cr：0.30％～1.00％、N：0.01％～0.015％、RE：0.5ppm～50ppm、As≤80ppm、B≤5ppm，其余为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高强韧门架型钢，其特征在于，所述型钢的同一横截面C极差≤0.02％、Mn极差≤0.03％。3.根据权利要求1所述的高强韧门架型钢，其特征在于，所述型钢的组织比例为：铁素体50％
‑
80％，其余为片状珠光体。4.一种权利要求1～3任一项所述的高强韧门架型钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：采用低As铁水和废钢进行转炉冶炼和LF精炼，步骤S2：采用连铸机铸造出钢坯，步骤S3：利用缓冷坑对钢坯进行缓冷，步骤S4：钢坯经加热、轧制、冷却后制成高强韧门架型钢。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，铁水中的As含量≤80ppm，铁水在转炉炼钢的原料中占比不小于80％。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍喜伟，李承，纪进立，王刚，宋玉卿，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：