一种1400MPa级超高强合金钢及其制造方法

2023-12-04 13:12:27 技术专栏

　　【技术领域】

　　[0001]本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种1400MPa级超高强合金钢及其制造方法。

　　【背景技术】

　　[0002]

　　近年来，许多大型国防工程用装备的制造对14 O O MP a级超高强合金钢板的使用越来越多，过去大多数用满足GB/T16270的Q960级钢板，其屈服强度大于960MPa，抗拉强度在980-1150MPa区间，强度远远满足不了超高强度要求，并且在制造和使用过程中要求钢板具有较低的表面剩磁和高耐磨性。因此迫切需要开发一种强度更高、低温冲击韧性好、易焊接、低剩磁值、高硬度的1400MPa级超高强合金钢板。

　　[0003]CN 102286687 A披露了《一种炉卷乳机生产高强板Q960的制造方法》，其特征在于该方法包括以下步骤:

　　1)在冶炼工艺方面，采用转炉炼钢，顶低复合吹炼深脱碳；采用RH真空处理进

　　一步脱碳，并进行微合金化，得到符合要求的钢坯；钢坯的化学成分重量百分比为:C0.12-0.20 %、Mn 0.80-1.60 %、S1.02~0.40、P 彡 0.015、S 彡 0.005、B0.001-0.003，并添

　　加适量的Cr、Mo、V、Ni合金元素，且满足碳当量Ceq = +Mn/6+Cr/5+Mo/4+V/14+Ni/4O+Si/24 ^ 0.60 ；

　　2)在乳制工艺方面，采用炉卷乳机进行控制乳制，乳前钢坯加热温度为1150?

　　12500C，每道压下量为10~25%，压下温度为900~1200°C，卷取炉温度为< 1000°C。

　　[0004]上述的方法所生产的高强板Q960，其屈服强度在960Mpa以上，不能满足更高强度的要求，因此，需要对现有的钢板乳制工艺进行改进，生产一种强度更高、低温冲击韧性好、易焊接、低剩磁值、尚硬度的1400MPa级超尚强合金钢板。

　　【发明内容】

　　[0005]为了解决上述的技术问题，本发明采用铁水预处理、真空脱气精炼、控制乳制技术、淬火回火工艺制造6-60_规格1400MPa级超高强合金钢板，满足国防装备制造对超高强低磁型合金钢的要求。

　　[0006]本发明针对我国国防装备用超高强钢板技术市场需求，改善了低级别钢材Q960强度与耐磨性技标的不足，采用低P、S，Mo、Cr、N1、B合金设计，利用转炉快速冶炼，经过LF炉外精炼和RH脱气精炼，改进钢水纯净度，提供一种经过控制乳制、淬火和回火技术改善钢板强度、低温冲击韧性的方法，获得回火马氏体金相组织。

　　[0007]本发明主要成分:C:0.18-0.25% ；S1:0.40-0.65% ；Mn:1.10-1.40% ；P ( 0.009% ；S 彡 0.002% ；Cr:0.30-0.80% ；N1:0.20-0.60% ；Mo:0.20-0.60% ；B:0.0008-0.0025% ；Ti:0.020-0.035% ;其余为Fe及不可避免的杂质。

　　[0008]上述的成分中，其Cr+Ni+Mo总含量彡0.70%。

　　[0009]本发明的工艺步骤包括:

　　KR铁水预处理；转炉冶炼；LF炉外精炼；RH真空脱气；板坯加热；粗乳；精乳；淬火回火。

　　[0010]具体为下述的步骤:

　　KR铁水预处理一转炉冶炼一脱氧合金化一CAS — LF精炼一RH — CCM —切割定尺检查—铸坯堆垛缓冷48小时一铸坯加热一高压水除鳞一粗乳一精乳一矫直一抛丸一淬火一回火一矫直一切割、取样一检验一成品。

　　[0011]更具体的步骤如下:

　　(1)KR铁水预处理:S含量控制低于0.002% ；

　　(2)转炉冶炼:B0F氧气氩气顶底复吹脱C，采用液压滑板挡渣；

　　(3)LF炉外精炼:加热时间15-18分钟；

　　(4)RH真空脱气:小于200Pa真空度下处理20分钟，喂线后氩气软吹10-12分钟；

　　(5)板坯加热:均热温度范围1180-1200°C，均热时间范围3.8-4.0小时；

　　(6)粗乳:开乳温度1020-1050。。；

　　(7)精乳:开乳温度范围980-1000°C，终乳温度范围840-850°C，高压水喷打1_3次，

　　减薄表面氧化铁皮；

　　(8)淬火:加热温度890-910°C，水冷冷却速度范围20-35°C/s。形成高密度亚合金，获得细小均匀的马氏体显微组织；

　　(9)回火:200-280°C回火 180-200 分钟。

　　[0012]与【背景技术】中的Q960生产方法相比，采用本发明生产6-60_超高强合金钢板，达到了优异的强韧性匹配，_40°C低温冲击韧性优良。通过控制乳制、淬火及回火热处理，金相主要为回火马氏体组织，抗拉强度> 1400MPa，屈服强度> 1170MPa，_40°C横向低温冲击功> 50J，表面布氏硬度> 430HBW，表面剩磁< 15GS。本发明的钢板其强度更高、低温冲击韧性好、易焊接、低剩磁值、可达到HOOMpa级超高强度。

　　【具体实施方式】

　　[0013]下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

　　[0014]实施例1

　　板坯熔炼成份为:

　　C:0.18% ；Si:0.45% ；Mn:1.30% ；P:0.008% ；S:0.002% ；Cr:0.55% ；N1:0.45% ；Mo:0.25% ；B:0.0012% ；T1:0.023%，Cr+Ni+Mo:1.25%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。

　　[0015]板坯均热温度(°C):1180 ;均热时间(小时):3.9 ;粗乳温度(°C):1030 ;精乳开乳温度(0C ):980 ;精乳终乳温度(0C ):840 ;高压水喷打次数(次):3 ;淬火加热温度(V ):900 ;冷却速度(°C /s):32 ;回火温度(°0:255，回火时间(分钟):185 ；

　　其详细的步骤如下:

　　(1)KR铁水预处理:S含量控制低于0.002% ；

　　(2)转炉冶炼:B0F氧气氩气顶底复吹脱C，采用液压滑板挡渣； (3)LF炉外精炼:加热时间16分钟左右；

　　(4)RH真空脱气:小于200Pa真空度下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟左右；

　　(5)板坯加热:均热温度范围1180°C，均热时间范围3.9小时；

　　(6)粗乳:开乳温度10300C;

　　(7)精乳:开乳温度范围980°C，终乳温度范围840°C，高压水喷打3次，减薄表面氧化铁皮；

　　(8)淬火:加热温度900°C，水冷冷却速度范围32°C/s。形成高密度亚合金，获得细小均匀的马氏体显微组织；

　　(9)回火:255°C回火185分钟。

　　[0016]钢板性能:

　　规格:钢板厚度6mm;屈服强度(MPa):1180 ;抗拉强度(MPa):1490 ;断后伸长率(％):

　　17;V型横向冲击功(_40°C): 55J、58J、60J (试样尺寸5X 10X 55mm);表面布氏硬度(HBW):450 ;钢板表面剩磁(GS):12 ；