[發明專利]一種低碳微細夾雜物強化螺紋鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 200810013803.5
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN100560769C
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 許榮昌;蔣鯉平;張君法;叢玉偉
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C21C7/06;B21B37/74
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，具體涉及一種低碳微細夾雜物強化螺紋鋼及其制造方法。

背景技術

眾所周知，鋼材中的夾雜物是造成鋼材斷裂、裂紋、疲勞特性惡化、強度降低的重要原因之一，同時，析出強化已經成為大幅度提高鋼的強度、韌性、焊接、時效等性能、降低生產成本、提高經濟效益的最重要的方式之一，微合金元素通過細化晶粒以及微細析出來達到強化鋼的目的，對熱軋過程中Nb、V、Ti、Cu、P、N、Al、Ni、Mo、O等元素形成的納米析出物的控制是微合金化鋼的核心技術。在新產品開發方面，以減少合金用量，降低軋制力，提高鋼的強韌性為目的的微合金納米析出物控制更是應用廣泛，此技術為基礎的管線鋼的開發(X80、X100、X120)，高強度船板鋼的開發(D32、E32、D36、E36、E40、F32、F36、F40)以及高性能汽車用鋼的開發IF鋼、雙相鋼(DP)、復相鋼(CP)、相變誘導塑性鋼(TRIP)等的開發已經實用化；高強度螺紋鋼、H型鋼的開發也是以微合金化納米析出物的控制為基礎。納米夾雜物的析出強化代替Ni、V、Ti等微合金元素降低成本也是冶金前沿發展的主要方向，應用鋼中的氮、氧、錳、硫、磷等的平衡控制后續軋制過程中的微細析出，從而達到微合金元素的作用，同時，夾雜物析出強化可以降低對夾雜物的去除成本，還可以代替部分錳合金，這對鋼鐵企業降低產品的成本具有重要意義。

目前，對于鋼中的夾雜物的處理普遍的做法是一方面，通過對鋼水底吹氬去除鋼中的大型夾雜物，另一方面，在鋼中加入一定量的鈣，對夾雜物進行變性無害化處理。對夾雜物處理的最新技術是新日本制鐵株式會社專利(申請號：94190610.8)“氧化物類夾雜物超細分散鋼”，該發明涉及“使氧化物類夾雜物細微分散的鋼，該發明的基本概念在于，使氧化物類夾雜物盡可能細微地分散在鋼中，以避免夾雜物對鋼材質量帶來的不利影響。也就是，鋼材中氧化物類夾雜物的大小越大，相應于該部分的應力越容易集中，越容易產生缺陷，因此，希望盡可能小地細微地分散，結果發現含有入Al的實用碳鋼中，相應于總氧(T.o)含量，添加適宜量Mg的氧化物類夾雜物能夠細微分散于鋼中。該方法的基本點是通過添加Mg，將氧化物的組成從Al₂O₃變換成MgO.Al₂O₃或MgO，由此防止氧化物的凝聚，謀求細微分散”。以上方法的缺點在于一方面，鎂是非常活潑的金屬，密度小，易燃，難以加入鋼中，及時加入鋼中也難以均勻。另一方面，該方法僅限于對Al₂O₃的無害化處理，對于硫化物、氮化物、鐵碳化物、其它氧化物沒有涉及；另外，目前建筑用螺紋鋼普遍的碳含量為0.17-0.28％，強度指標在500Mpa以下，若通過微細夾雜物進一步提高其強度，則塑性指標需要相應的提高，焊接性能需要提高才能應用，本發明采用了低碳成分設計并相應提高錳的含量。

CN1529762公開了防止鋼水中夾雜物的凝集體，通過使夾雜物微細分散于鋼板和鋼鑄坯中，能夠可靠地防止表面瑕疵的低碳薄鋼板、低碳鋼鑄坯及其制造方法。所述制造方法為：將鋼水的碳濃度脫碳到0.01質量％以下后，向該鋼水添加Al進行預脫氧處理，使鋼水中的溶解氧濃度為0.01質量％以上、0.04質量％以下，接著添加Ti和至少La、Ce，對此鋼水進行鑄造。由此方法得到鋼板和鑄坯。

發明內容

本發明提供了一種低碳微細夾雜物強化鋼及其制造方法，要解決的技術問題是利用鋼中夾雜物強化鋼的性能。

發明概述

在鋼的冶煉過程中采用夾雜物上浮動力學原理、夾雜物生成熱力學原理，控制外來夾雜與內生夾雜的粒度、種類，使夾雜物作為強化鋼的性能的有益物質，降低夾雜物的處理成本，節省合金用量，實現減量化生產，節約資源保護環境，同時降低碳含量提高材料的焊接性能和塑性。

發明詳述

本發明的技術方案如下：

一種低碳微細夾雜物強化鋼，鋼的化學成分重量百分比如下：C：0.005～0.1％，Si：0.2～0.7％，Mn：1.0～1.8％，N：0.005～0.007％，P：0.04-0.1％，S≤0.015％，其余為Fe和微量雜質。

以上鋼的化學成分的確定主要考慮：

C可提高鋼的強度和脆性降低鋼的塑性、韌性和焊接性能，采用0.005～0.1％的低含碳量可以提高鋼的塑性、韌性和焊接性能。

Si可以提高鋼的強度和脆性降低鋼的塑性、韌性，采用0.2～0.7％的Si可以較大的提高鋼的強度。