[發(fā)明專利]一種改善低合金高強(qiáng)鋼組織和性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710177968.1
• 申請日: 2007-11-23
• 公開（公告）號: CN101158005A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊志剛;張弛;陶鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/12;C21D8/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料領(lǐng)域，涉及一種改善低合金高強(qiáng)鋼組織和提高其力學(xué)性能方法，主要應(yīng)用于低合金高強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和韌性提高。

背景技術(shù)

廣泛應(yīng)用的低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼板的研制一直受到世界各國的高度重視。在不明顯改變化學(xué)成分條件下，組織細(xì)化是同時提高鋼材強(qiáng)度和韌性的唯一途徑。目前國內(nèi)外已經(jīng)通過各種工藝手段成功地獲得了微米級晶粒的超細(xì)晶粒鋼，其中控扎控冷工藝作為細(xì)化晶粒最常用的有效方法。然而隨著進(jìn)一步細(xì)化晶粒，由于變形抗力增加而使工件壽命縮短，此方法在實際生產(chǎn)中難以深入發(fā)揮更大作用。而在實際應(yīng)用中，超細(xì)晶粒鋼在焊接過程存在晶粒長大問題，解決這一難題除了改善焊接條件之外，從材料本身出發(fā)，利用鋼中的析出物促進(jìn)鐵素體在晶內(nèi)形成，達(dá)到有效分割晶粒、細(xì)化組織的目的，是更為行之有效的途徑。早在80年代就有研究發(fā)現(xiàn)在焊接鋼中分布了一定量夾雜物如MnS和V(C，N)可以促進(jìn)在晶粒內(nèi)部形核的鐵素體組織的形成，由此細(xì)化后的組織在很大程度上改善了焊接鋼熱影響區(qū)的韌性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種改善低合金高強(qiáng)鋼組織和提高其力學(xué)性能方法，即通過調(diào)整低碳低合金高強(qiáng)鋼中的硫和釩的含量以獲得一定數(shù)量的MnS和V(C，N)，并對試驗鋼在奧氏體區(qū)施加不同程度的變形，以實現(xiàn)低合金高強(qiáng)鋼組織和力學(xué)性能的改善，從而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種改善低合金高強(qiáng)鋼組織和性能的方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行：

1)將低合金高強(qiáng)鋼熱軋鋼板放入真空感應(yīng)爐中，加入硫和釩鐵，進(jìn)行重新冶煉，使其中硫和釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)整為0.03％～0.05％和0.08～0.2％；

2)對經(jīng)過硫和釩含量調(diào)整的低合金高強(qiáng)鋼鑄錠進(jìn)行熱軋，得到的試樣以8～12℃/s的速度加熱至1200～1300℃，并保溫3～10min，然后開爐冷卻至890～910℃并保溫5s～10min；

3)對在890～910℃保溫5s～10min后的試樣在熱力模擬試驗機(jī)上進(jìn)行平面應(yīng)變壓縮變形，變形速率為8～12s^-1，，施加變形量為10％～30％；

4)將壓縮變形后的試樣空冷至640～660℃，并保溫1～10min，再空冷至室溫。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點及突出性效果：本發(fā)明通過調(diào)整低碳低合金高強(qiáng)鋼中的S和V的含量獲得了一定數(shù)量的MnS和V(C，N)作為鐵素體形核的核心，并對試驗鋼在奧氏體區(qū)施加了不同程度的變形，增大了鐵素體相變的驅(qū)動力，促進(jìn)了低合金高強(qiáng)鋼中鐵素體相變，實現(xiàn)了低合金高強(qiáng)鋼組織和力學(xué)性能的改善。本發(fā)明中析出的MnS和V(C，N)數(shù)量易控制，奧氏體變形的施加工藝簡單易行，成本低廉。本發(fā)明可以直接應(yīng)用于對低合金高強(qiáng)鋼組織和性能的改善，特別是增加晶內(nèi)鐵素體數(shù)量并且細(xì)化整個鋼的組織，在增加強(qiáng)度的同時提高了沖擊韌性，大大地擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1(a為在顯微鏡下的原金相組織照片。

圖1(b)為在顯微鏡下實施例1的金相組織照片。

具體實施方式

本發(fā)明通過增加低合金高強(qiáng)鋼中硫和釩的含量，經(jīng)奧氏體化后在較低溫度保溫一段時間促使MnS和V(C，N)析出，并及時在奧氏體區(qū)施加一定量的變形，再冷卻到鐵素體相變溫度保溫一段時間，最后空冷至室溫，改善了低合金高強(qiáng)鋼組織和提高力學(xué)性能。其具體工藝步驟如下：

1)將低合金高強(qiáng)鋼熱軋鋼板放入真空感應(yīng)爐中，加入硫和釩鐵，進(jìn)行重新冶煉，使其中硫和釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)整為0.03％～0.05％和0.08～0.2％；

2)對經(jīng)過硫和釩含量調(diào)整的低合金高強(qiáng)鋼鑄錠進(jìn)行熱軋，得到的試樣以8～12℃/s的速度加熱至1200～1300℃，并保溫3～10min，然后開爐冷卻至890～910℃并保溫5s～10min；

3)對在890～910℃保溫5s～10min后的試樣在熱力模擬試驗機(jī)上進(jìn)行平面應(yīng)變壓縮變形，變形速率為8～12s^-1，，施加變形量為10％～30％；

4)將壓縮變形后的試樣空冷至640～660℃，并保溫1～10min，再空冷至室溫。

下面通過幾個具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

實施例1：