一种炮弹用钢管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种炮弹用钢管及其制备方法，以质量百分含量计，所述炮弹用钢管包括：C 0.29

【技术实现步骤摘要】
一种炮弹用钢管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种炮弹用钢管及其制备方法。

技术介绍

[0002]炮弹用钢管是军工产品中的重要元件，是各类火炮系统中的主要组成部分，广泛应用于坦克、迫击炮、榴弹炮及其他自行高炮等军工产品中，服役环境比较恶劣。炮弹用钢管需要能够承受炮弹击发时底火点燃的冲击力，保证火炮系统的运行稳定，服役寿命要求较高，因此对炮弹用钢管的制备原料提出了严苛的要求。
[0003]CN 115369332A公开了一种马氏体时效超高强度钢及其制备方法。该马氏体时效超高强度钢，其制备原料包括以下重量份数的下述成分：C≤0.005％，Mn≤0.05％，Si≤0.05％，S≤0.002％，P≤0.005％，Ni 18.5
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19.5％，Co 9.5
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10.0％，Mo 5.0
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6.0％，Ti 0.7
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0.90％，Al≤0.20％，H≤0.00005％，O≤0.0010％，N≤0.0010％，余量为Fe和其它不可避免的杂质。通过对化学成分的调整，降低残余元素的含量，使超高强度钢在室温下具有更多的马氏体组织，提高了钢的强硬性、塑性和韧性。
[0004]CN 113025914A公开了一种高性能在线淬火高强度钢管及其生产方法，该高性能在线淬火高强度钢管的化学成分按质量分数包括：C：0.1～0.3％，Si：0.1～0.8％，Mn：0.4～2.0％，P：0.001～0.015％，S：0.001～0.015％，Al：0.001～0.05％，Ti：0.005～0.05％，O：0.001～0.01％，N：0.003～0.012％，B：0.0005～0.005％，Ca+Mg：0.001～0.01％，并且B+Ca+Mg：0.002～0.012％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0005]CN 115838904A公开了一种850MPa级高强度高韧性无缝钢管的制造方法。钢的化学组成重量百分比为C＝0.18％～0.23％、Si＝0.20％～0.35％、Mn＝1.55％～1.75％、Ni≤0.25％、Cr＝0.10％～0.30％、Mo≤0.05％、Nb＝0.02％～0.035％、V≤0.03％、Ti＝0.01％～0.035％、Al＝0.010％～0.05％、B＝0.001％～0.003％、P≤0.015％、S≤0.005％、N≤0.010％、CEV≤0.55％，其余为Fe和不可避免的杂质。工艺步骤包括：将原料依次经过电炉冶炼、炉外精炼、VD炉或RH炉真空脱气及连铸处理得到坯料；其中连铸过程进行电磁搅拌；对坯料进行轧制，得到热轧钢管，轧制过程在轧管机组进行轧制；对热轧钢管进行热处理。
[0006]上述专利技术中提供的钢体均具有较高的抗拉强度与屈服强度，但塑性较差，作为炮弹用钢管使用容易存在开裂风险。
[0007]针对现有技术的不足，需要提供一种抗拉强度与屈服强度高、塑性较好且晶粒细化的炮弹用钢管。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种炮弹用钢管及其制备方法，通过对钢体化学成分中C、Si、Mn含量进行设计，并引入适量的Ti元素，有效细化了钢体中晶粒组织，进一步稳定了炮弹用钢管的力学性能。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种炮弹用钢管，以质量百分含量计，所述炮弹用钢管包括：C 0.29
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0.31wt％，Si 0.23
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0.27wt％，Mn 1.33
‑
1.37wt％，Ti0.01
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0.02wt％，Al 0.005
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0.015wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
[0011]本专利技术通过对炮弹用钢管中的C、Si、Mn含量进行优化，并在钢体中添加一定量的Ti元素，控制了铸坯的成分偏析，细化了钢中的晶粒组织，改善了钢管内部组织，显著稳定了炮弹用钢管的力学性能，节约了能源消耗及生产成本。
[0012]所述炮弹用钢管中C的质量百分含量为0.29
‑
0.31wt％，例如可以是0.29wt％、0.295wt％、0.3wt％、0.305wt％或0.31wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]C元素为最经济的强化元素，控制C含量范围在合理范围内，可以保证所得炮弹用钢管具有良好的强韧性，C含量过高或过低，对钢体性能会产生不利影响。
[0014]所述炮弹用钢管中Si的质量百分含量为0.23
‑
0.27wt％，例如可以是0.23wt％、0.24wt％、0.25wt％、0.26wt％或0.27wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]Si元素可以提高钢体的力学性能与钢的冷变形硬化率从而增强钢体的耐磨性，但Si的含量过高会降低钢体的韧性，因此本专利技术将其控制在0.23
‑
0.27wt％。
[0016]所述炮弹用钢管中Mn的质量百分含量为1.33
‑
1.37wt％，例如可以是1.33wt％、1.34wt％、1.35wt％、1.36wt％或1.37wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]Mn是成本较低的易偏析元素，但经过连铸圆坯轧制后制得成品钢，可大幅减轻由于Mn导致的偏析和带状组织，因此本申请中的Mn含量可适当提高，以增强钢体的强度以及Si、Al的脱氧效果。
[0018]所述炮弹用钢管中Ti的质量百分含量为0.01
‑
0.02wt％，例如可以是0.01wt％、0.012wt％、0.015wt％、0.018wt％或0.02wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]本专利技术中引入适量的Ti元素进行微合金化处理，可以显著细化晶粒，但Ti含量过高会形成大块TiN化合物，对钢体质量及晶粒细化产生不利影响，因此本专利技术将其含量控制在0.01
‑
0.02wt％。
[0020]所述炮弹用钢管中Al的质量百分含量为0.005
‑
0.015wt％，例如可以是0.005wt％、0.008wt％、0.01wt％、0.012wt％或0.015wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]Al元素可以脱氧以及细化晶粒，但Al含量过高，容易在钢体中产生夹杂物，因此本专利技术将其含量控制在0.005
‑
0.015wt％。
[0022]优选地，所述炮弹用钢管中Ti+Al的总质量百分含量为0.018
‑
0.032wt％，例如可以是0.018wt％、0.02wt％、0.025wt％、0.03wt％或0.032wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炮弹用钢管，其特征在于，以质量百分含量计，所述炮弹用钢管包括：C 0.29
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0.31wt％，Si 0.23
‑
0.27wt％，Mn 1.33
‑
1.37wt％，Ti 0.01
‑
0.02wt％，Al0.005
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0.015wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的炮弹用钢管，其特征在于，所述炮弹用钢管中Ti+Al的总质量百分含量为0.018
‑
0.032wt％。3.根据权利要求1或2所述的炮弹用钢管，其特征在于，所述不可避免的杂质中：P≤0.02wt％，S≤0.01wt％。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的炮弹用钢管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、钢包精炼、连铸、轧制以及精整得到所述炮弹用钢管。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼的终点温度为1620
‑
1630℃。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述钢包精炼的白渣保持时间为20
‑
25min...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，尹修刚，沈幼军，徐天兵，李诗斌，李刚，刘明洋，杜超，
申请(专利权)人：海南龙祥原科技有限公司，
类型：发明
国别省市：