[發明專利]高強度含釩高錳無磁鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201410315384.6
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104109800A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 宋暢;杜明;陳顏堂;郭斌;李安平;馬玉喜;陶軍暉;徐進橋;歐陽珉路;梅榮利
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C21D8/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;楊柳林

技術領域

本發明屬鋼鐵冶煉技術領域，特別涉及一種適用于變壓器、發電機、核電等工程所需的高強度含釩高錳無磁鋼及其生產方法。

背景技術

無磁鋼指的是在磁場中不產生磁感應的鋼，其組織主要為奧氏體，磁導率μ≤1.29×10^-6H/m。無磁鋼的用途非常廣泛，在自動控制系統、精密儀表、電訊和電機中，以及許多軍事領域中都需要采用無磁鋼。隨著社會的進步和經濟的發展，對高性能無磁鋼的需求日益增加。目前廣泛使用的無磁鋼主要為20Mn23AlV系列，其磁導率相對較低，但屈服強度較低，與Q235鋼強度級別相同，往往需要通過提高鋼板厚度來滿足使用要求，一方面增加了生產難度，同時加大了鋼材用量，有悖當前“高強減薄”主流用鋼趨勢。

在本發明申請之前，申請號為201110329175.3的中國專利公布了“一種低相對磁導率的熱軋帶鋼及其制備方法”，該熱軋帶鋼的成分按重量百分比為：C：0.25～0.35％，Si：0.5～0.6％，Mn：25～26％，Al：3.8～4.2％，V：0.06～0.1％，P：0.02～0.03％，S：0.02～0.03％，其余為Fe；該鋼的金相組織為晶粒尺寸為20μm的奧氏體。其制備方法為：按設定成分冶煉鋼水并鑄成鑄坯，加熱后進行粗軋獲得中間坯，精軋后帶鋼厚度為2～14mm，冷卻后的鋼卷經固溶處理和實效處理后獲得成品熱軋帶鋼。該鋼的綜合性能較優，其室溫屈服強度≥400MPa，抗拉強度≥750MPa，斷后伸長率≥66％，相對磁導率≤1.002；但是該項專利技術的不足在于化學成分中添加了約為3.8～4.2％Al含量，較高的Al含量在生產過程中易產生氧化，表面質量差，易形成裂紋，降低鋼材成材率，增加生產成本，且需水韌處理，生產過程復雜。申請號為201210222982.X的中國專利公布了“一種含鈮高錳無磁鋼及其制備方法”，其成分按質量百分比計為：Mn：10～15％、C：0.8～1.2％、Si：0.3～0.5％、P<0.008％、S<0.005％、Nb：0.01～0.02％，其余為Fe；該含鈮高錳無磁鋼制備步驟為：冶煉、鍛造、熱軋和水韌處理，熱軋板在加熱爐中1000℃保溫15min后，水淬，得到900～1100MPa的抗拉強度以及50～60％的延伸率，洛氏硬度15～22HRC，磁導率小于1.0002。該鋼的抗拉強度較高，但是其不足在于鋼中C含量過高，生產過程中易產生網狀碳化物，易脆，且需水韌處理，生產過程復雜。申請號為201110054633.7的中國專利公布了“一種鉆具用無磁鋼及其制備方法”，其化學成分按重量百分比含有C:0.30～0.40％，Si≤0.8％，Mn:7.0～9.0％，P≤0.06％，S≤0.01％，Cr:3.0～4.0％，Ni:8.0～10.0％，V:1.0～1.5％，其余為鐵，該鋼通過采用固溶時效熱處理強化工藝的制備方法。該項專利技術的不足在于化學成分中添加了較高含量的Ni，大大增加了生產成本。

因此急需開發高強度、綜合性能優良的無磁鋼，以滿足社會發展的需求。

發明內容

本發明的目的就是要克服現有技術的不足，提供一種低成本、易于生產的高強度含釩高錳無磁鋼及其生產方法，該鋼的屈服強度≥500MPa，抗拉強度≥700MPa，延伸率A≥40％，相對磁導率μ≤1.05。

為實現上述目的，本發明所設計的高強度含釩高錳無磁鋼，其化學成份按重量百分數計為：C：0.15～0.25％，Si：0.2～0.4％，Mn：18～20％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.5～1.0％，其余為Fe及不可避免的夾雜。

優選地，其化學成份按重量百分數計為C：0.15～0.22％，Si：0.26～0.34％，Mn：18.3～19.5％，P≤0.015％，S≤0.010％，V：0.70～0.85％，其余為Fe及不可避免的夾雜。

本發明的高強度含釩高錳無磁鋼的生產方法，按通常純凈鋼工藝進行，包括電爐冶煉、鋼包爐精煉、真空處理、底澆模鑄、鑄坯加熱、軋制、回火處理、空冷的步驟，其特殊之處在于：

所述鑄坯加熱溫度為1200～1250℃，保溫2h；

所述真空處理是通過真空系統循環進一步去除雜質和氣體；

所述軋制時，開軋溫度≥1100℃，終軋溫度≥900℃，軋后緩冷至室溫。

優選地，所述回火處理時，鋼板在500～600℃保溫1h。

本發明的高強度含釩高錳無磁鋼中各元素含量控制的機理及作用和生產過程中工藝參數設置原理如下：