本发明专利技术涉及一种合金钢，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.22-0.30％，Si：0.80-1.20％，Mn：2.00-2.50％，V：0.08-0.15％，Nb：0.015-0.10％，Ti：0.01-0.04％，Al：0.015-0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量低于0.05％。本发明专利技术钢的制造包括：经炼钢、热轧后，在高于850℃以上强冷却至450℃以下，随后空冷至室温，最后在200-250℃下回火，回火时间在2.5小时以上。本发明专利技术合金钢的抗拉强度σb≥1100MPa，延伸率δ5≥15％。本发明专利技术合金钢的制造工艺简单，无需复杂的热处理工序，从而节约能源，减少环境污染，缩短生产周期和降低制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高强度合金钢，特别是涉及一种IlOOMPa级中低碳非调质高强度钢及其制造方法。
技术介绍
目前，机械制造行业普遍使用非调质钢代替需要调质的碳素钢和合金钢，以节约能源和合金资源，降低生产成本。我国自70年代以来，相继开 发了一系列不同强度等级的非调质钢，但大多数钢种抗拉强度级别偏低，因此限制了它们的广泛应用。少数钢种抗拉强度虽然在IlOOMPa以上，但塑韧性指标偏低，它们通常含有较高的C，或是含有一定量的贵重元素Cr和Mo，或是需要经过特殊加工才能使抗拉强度达到IlOOMPa以上。现有技术中有介绍IlOOMPa级非调质高强度合金钢的。如CN1861831A公开了一种IIOOMpa级非调质高强钢及其生产方法，其中C含量相对较高，对气体N含量也有一定的控制要求，且只有经过冷轧后抗拉强度才能达到IlOOMPa以上，其制造工艺较复杂，生产成本增加。CN101302601A公开了一种高强韧性大截面非调质钢钢棒及其制备方法，其中主要通过加入一定量的Cr和适量的Mo来获得高强高韧性。CN1472358A公开了一种非调质超高碳钢及其生产工艺，其中C、Si含量非常高，又含有一定的Cr元素，虽然强度很高，但塑韧性较低，而且采用喷射成型加等温锻造工艺，使其制造成本大幅度提闻。开发一种不含Cr、Mo元素，不需要特殊加工即可达到抗拉强度在IlOOMPa以上、并具有良好塑韧性.的中低碳非调质合金钢是目前所需要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种IlOOMPa级中低碳非调质高强度钢。本专利技术通过采用廉价的C、Si、Mn元素，并适当添加微量的V、Ti、Nb等元素，热轧后通过适当的强制冷却加低温回火，即可获得一种抗拉强度在IlOOMPa以上，并兼有良好塑韧性的非调质合金钢，可广泛用于制造汽车、工程机械的零部件。为实现上述目的，本专利技术的非调质合金钢，按重量百分比计的化学成分为C:O. 22-0. 30 %, Si 0. 80-1. 20 %, Mn :2. 00-2. 50 %, V :0. 08-0. 15 %, Nb :0. 015-0. 10 %,Ti :0.01-0. 04%, Al :0.015-0. 05%，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量低于O. 05%。优选地，C:0· 22-0. 28%，优选地，Si:0· 82-1. 20%。优选地，Mn:2· 05-2. 50%。优选地，Nb0. 017-0. 10%。优选地，Al:0· 015-0. 045%，更优选 O. 015-0. 04%。本专利技术的合金钢选择化学成分范围的原因如下C是保证钢室温强度和淬透性所必需的成分。碳含量低于O. 22%时淬透性和强度不够，高于O. 30%则韧性变坏。优选C含量为O. 22-0. 28%。Si加入钢中起到了脱氧和固溶强化的作用。含量低于O. 80%效果不明显。当含量超过I. 20%后，加工性和韧性恶化。本专利技术钢中控制Si含量为O. 80-1. 20%，优选为O. 82-1. 20%。Mn :为了提高淬透性并确保强度，Mn含量必须在2. 00%以上，另一方面，若Mn含量过高，则钢的韧性降低。为此，本专利技术中控制Mn含量为2. 00-2. 50%，优选为2. 05-2. 50%。Al在钢中起到了脱氧和细化晶粒的作用。当加入量低于O. 01%时，效果不明显， 加入量超过O. 06%时会使铝系夹杂物颗粒增大，使力学性能变差。本专利技术中控制Al含量为O.015-0. 05%，优选为 O. 015-0. 045%，更优选为 O. 015-0. 04%。Ti在钢中主要与C、N形成Ti (C，N)以提高强度，细小的Ti (C，N)可在加热过程中阻止奥氏体晶粒长大，细化组织，提高塑韧性。但其含量不能太高，否则Ti (C，N)颗粒粗大，不仅不能够有效阻止晶粒长大，而且会损害钢的韧性。本专利技术中控制Ti含量在O.01-0. 04%范围可以有效阻止热加工过程中奥氏体晶粒长大。V在钢中主要起沉淀强化作用，适量的V可提高钢的强度和塑性，V太高不会使强度明显增加，但会显著降低钢的塑韧性，如果V含量超过O. 15%，则韧性就降低很多。本专利技术中控制V含量为O. 08-0. 15%范围。Nb在微合金非调质钢中一般不单独加入，当Nb和V元素复合加入时，既能提高钢的强度又能改善钢的塑韧性。当加入量低于0.015%时，效果不明显，超过O. 1%时，由于析出物粗化而使性能恶化。本专利技术中控制Nb含量为O. 015-0. 10%，有为0.017-0. 10%。本专利技术的另一个目的是提供上述IlOOMPa级中低碳非调质高强度钢的制造方法。本专利技术的钢经炼钢、轧制后，在850°C以上强冷却至450°C以下，随后空冷至室温，最后在200-250°C下低温回火，回火时间为2. 5小时以上即可达到抗拉强度σ b彡11 OOMPa,延伸率δ5彡15%的高性能。优选地，在850_920°C以上，以8_15°C /s冷却速度强冷却至450°C以下。优选地，本专利技术钢采用电炉+炉外精炼一模铸或连铸一控轧控冷一低温回火工艺生产。冶炼时，为了提高微合金元素(如v、Ti)的收得率，在充分脱氧后再进行合金化。为了提高钢的塑韧性，对热加工条件应进行严格控制。在热轧工序中，钢锭加热温度控制在1150-1220°C，开轧温度为1020-1100°C，终轧温度为850_920°C，在轧制过程中，尽量增大精轧机组最后三道次的压下量，道次变形量控制在10-15%，终轧后以8-15°C /s的冷速冷却至450°C以下，保证轧材均匀快速冷却，随后空冷至室温，然后入200-250°C退火炉进行低温回火。有益效果本专利技术与现有技术相比较，具有突出的特点和显著优点本专利技术钢不含有Cr、Mo等元素，而是添加微量的V、Ti、Nb元素，节约了合金资源，合乎我国缺Cr的国情，而且我国的V、Ti、Nb等微合金化元素资源丰富，符合我国资源优势和可持续发展的战略要求。采用上述成分和制造方法生产的IlOOMPa级非调质合金钢，其延伸率在15%以上，具有高强度兼有一定的塑韧性，该钢在轧后强制冷却，然后经过200-25(TC低温回火即可获得上述性能，其制造工艺简单，无需复杂的热处理工序，从而节约能源，减少环境污染，缩短生产周期和降低制造成本。具体实施例方式以下通过具体实施例对本专利技术进行较为详细的说明。实施例根据本专利技术所设计的化学成分和生产方法生产了 6炉合金，合金的具体成分如表I所示。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合金钢，其按重量百分比计的化学成分为：C：0.22？0.30％，Si：0.80？1.20％，Mn：2.00？2.50％，V：0.08？0.15％，Nb：0.015？0.10％，Ti：0.01？0.04％，Al：0.015？0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量低于0.05％。
【技术特征摘要】
1.一种合金钢，其按重量百分比计的化学成分为C :0. 22-0. 30%, Si :0. 80-1. 20%,Mn 2. 00-2. 50%,V 0. 08-0. 15%,Nb 0. 015-0. 10%,Ti 0. 01-0. 04%,Al 0. 015-0. 05%,其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量低于O. 05%。2.如权利要求I所述的合金钢，其特征在于，C:0. 22-0. 28%。3.如权利要求I或2所述的合金钢，其特征在于，Si:0. 82-1.20%。4.如权利要求1-3任一所述的合金钢，其特征在于，Mn:2. 05-2. 50%。5.如权利要求1-4任一所述的合金钢，其特征在于，Nb:0. 017-0. 10%。6.如权利要求1-5任一所述的合金钢，其特征在于，Al:0. 015-0. 045 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：田玉新，张景海，郭军霞，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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