[發明專利]一種低內應力高強度高磁感性能鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 200910062773.1
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101597723A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 劉昌明;鄭華;謝懋亮;郭斌;鄭琳;鄢檀力;陳洪偉
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵(集團)公司
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/14;C22C33/04;C21D8/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 王和平

技術領域

本發明涉及微合金化鋼制造領域，尤其是一種適應于大型水輪發電機轉子磁軛部分所需的具備低內應力、極細晶粒尺寸、高強度、高磁感性能鋼的生產制造方法。

背景技術

隨著電力供需矛盾的日益突出，作為清潔無污染、可再生的水電已經成為世界解決能源問題的重要舉措。應用于大型、巨型水電項目均需要單機容量70～80萬千瓦級別的大型水輪發電機組，這就對其中發電機轉子磁軛部分用鋼提出了高強度、高磁感性能的要求。

在本發明申請之前，有公開號CN?1322256A《高強度熱軋鋼板及其制造方法》和日本國JP58091121公布了一種高磁束高強度鋼板的制造方法，這兩個專利都是介紹了抗拉強度50Kg級別(抗拉強度≥490Mpa)的高磁感高強度鋼，而這種強度級別的鋼已經不能適應和滿足現代大型水電工程項目發電機要求，因此急需研制和開發更高強度級別鋼種。還有有公開號為CN101003879和CN101016600的發明專利記載了“C-Mn-Ti系熱軋高強度高磁感性能鋼及其制造方法”和“C-Mn-Ti-Nb系熱軋高強度高磁感性能鋼及其制造方法”，介紹了兩種能同時具備高強度(屈服強度Rel≥600MPa和Rel≥700MPa)和高磁感性能鋼的制造方法。但是隨著發電機制造技術的發展，轉子磁軛片的加工已經由過去的沖壓式變成了激光切割方法。磁軛用鋼板一般厚度規格為1.6～5mm，由210～250mm厚的鋼坯軋制而成，在軋制過程中會在鋼板內部形成極高的內應力分布，在激光切割過程中會因為鋼板受熱和尺寸形狀的變化使得內應力從新分布，從而導致鋼板發生變形。而激光切割對于加工前后的鋼板板形要求嚴格，一旦切割過程中鋼板出現變形，輕則導致鋼板切割尺寸超過偏差要求導致廢板，重則會碰壞激光切割器，產生巨大的損失。在《高強度熱軋鋼板及其制造方法》和公開號CN?1322256A、日本國JP58091121公布的一種高磁束高強度鋼板的制造方法，以及公開號為CN101003879和CN101016600的發明專利“C-Mn-Ti系熱軋高強度高磁感性能鋼及其制造方法”和“C-Mn-Ti-Nb系熱軋高強度高磁感性能鋼及其制造方法”中均沒有表現出對鋼板內應力問題的解決方案，也就是說沒有考慮過在現在激光加工的條件下由于鋼板內應力導致的加工不可行的問題，這也是本發明提出方案區別于以上已有發明專利的地方。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種能滿足大型水輪發電機轉子中磁軛部分使用的低內應力、屈服強度≥600MPa，磁感性能B₅₀≥1.5T，B₁₀₀≥1.7T，B₂₀₀≥1.9T，B₃₀₀≥2.0T的高強度高磁感性能鋼及其制造方法。

為實現上述目的，本發明所設計鋼板化學成份按重量百分數計為C：0.08～0.15，Si：≤0.05，Mn：0.80～1.60，P：≤0.025，S：≤0.015，Ti：0.10～0.35，Als：0.02～0.10，此外，還含N：≤0.010，As≤0.010，Zr≤0.010，Sb≤0.010，其余為Fe及不可避免的夾雜。

將上述低內應力高強度高磁感鋼澆注成板坯后，在熱連軋機組進行控軋控冷，具體工藝是先將所澆注的板坯加熱至≥1250～1300℃；然后粗軋，粗軋結束溫度為≥1100℃；然后精軋，終軋溫度為900～950℃；鋼板軋后采用層流快速冷卻后卷取，卷取溫度為400～650℃，制得熱軋板卷。然后將熱軋板卷通過開平機橫切成平板，然后將平板通過熱處理爐進行400～700℃消除應力處理，最終得到本專利的低內應力高強度高磁感鋼。

本發明的低內應力高強度高磁感性能鋼中各合金成份的作用機理如下：

本發明的碳(C)含量為0.08％～0.15％，碳是鋼中不可缺少的提高鋼材強度的元素之一，同時可以與鋼中Ti等作用形成微合金碳化物，起到析出強化作用，同時保證在消除應力處理中性能穩定性。將碳含量限定在0.08～0.15％，既可保證鋼的強度，得到高的磁感性能，又適合生產操作。

本發明的錳(Mn)含量為0.80％～1.60％的錳，可降低奧氏體轉變成鐵素體的相變溫度，擴大熱加工溫度區域，有利于細化鐵素體晶粒尺寸，提高鋼的屈服強度和抗拉強度。