[發(fā)明專利]一種屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410363802.9
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104195431A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐澤軍
• 申請（專利權(quán)）人: 銳展（銅陵）科技有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C33/06;C21D1/18
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合金鋼及其制造方法，特別涉及一種屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼的制造方法。

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背景技術(shù)

高強(qiáng)高韌是鋼鐵結(jié)構(gòu)材料永恒的發(fā)展主題，是實現(xiàn)構(gòu)件減量化和安全性的必由之路，目前，實際工程中對屈服強(qiáng)度達(dá)到1000MPa?級或更高強(qiáng)度的超高強(qiáng)鋼的需求正逐漸增多，如液壓支架結(jié)構(gòu)、起重機(jī)吊臂、挖掘機(jī)支架等鋼結(jié)構(gòu)部件；目前采用?TMCP或TMCP+回火工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)鋼中，若屈服強(qiáng)度大于?900MPa，則鋼板碳含量較高，其低溫韌性較差；若碳含量低于0.08%，盡管可以獲得優(yōu)異的低溫韌性，但不大幅度提高合金添加量的條件下，屈服強(qiáng)度難以達(dá)到900MPa?以上。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼的制造方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.067-0.075%、硅0.02-0.04%、錳0.02-0.05%、釩0.046-0.048%、釕?0.4-0.5%、鈮0.02-0.05%、鈦0.012-0.015%、硼0.0045-0.0085%、錳0.02-0.033%、砷0.055-0.06%、錫0.03-0.045%、硫0.001-0.005%、磷0.005-0.008%、余量為鐵。

屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼的制造方法，包括以下步驟：

（1）配料：以合金鋼質(zhì)量百分比計，按以下化學(xué)成分配料，釩0.046-0.048%、釕?0.4-0.5%、鈮0.02-0.05%、鈦0.012-0.015%、硼0.0045-0.0085%、砷0.055-0.06%、錫0.03-0.045%，放入熔煉爐熔煉，保溫25-35分鐘后，繼續(xù)熔煉1-2h，出爐溫度為?1120℃-1250℃；然后澆注成合金塊，取出空冷備用；

（2）將廢鋼、錳鐵和鉻鐵按5-6：2-2.5：1比例混合，加入生鐵，用廢石墨電極或生鐵調(diào)整其碳含量后放入電爐中，鋼水熔化、爐前調(diào)整成分合格后，將溫度升至?1220-1280℃，再加入步驟（1）的合金塊，熔融攪拌混合后，再向其中按組成原料質(zhì)量百分比加入其他剩余合金元素，保溫20-30分鐘，在?1500-1550℃精煉50-60min，保溫20-30min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化20-25min，鑄造成型，出鋼溫度為1350-1580℃；

（3）熱處理：將步驟（3）鑄造成型的鑄件立即放入裝有淬火液的池中，工件在淬火液池中的停留時間為5-8min，所述的淬火液包括以下組份，其組份質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：工業(yè)硅酸鈉13-15%、碳酸氫鈉1.3-1.5%、工業(yè)氯化鈉0.8-1.2%，其他為蒸餾水；待鑄件降溫至200-250℃時，轉(zhuǎn)入回火爐，以每分鐘10-15℃的升溫速度升溫至450-500℃，恒溫?3-4小時后出爐，再以?100-110℃/小時速率升溫至?530-650℃，保溫?40-50?分鐘，再以60-80℃/小時速率升溫至?680-800℃，保溫?4-5?小時，取出空冷即得。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過改變合金鋼材料的配比，適當(dāng)減小硅錳的含量，適度添加釩、釕、鈮、鈦等稀有金屬元素，提高合金鋼的的熱處理性能，降低鋼的過熱敏感性，本發(fā)明大幅減少鋼材在熱處理過程中的石墨化現(xiàn)象，提高合金鋼材料的韌性、強(qiáng)度和彈性極限和疲勞強(qiáng)度。

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具體實施方式

實施例1：屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.07%、硅0.03%、錳0.04%、釩0.047%、釕?0.45%、鈮0.03%、鈦0.014%、硼0.0065%、錳0.025%、砷0.058%、錫0.038%、硫0.003%、磷0.007%、余量為鐵。

屈服強(qiáng)度大于1000MPa級超高韌性低合金鋼的制造方法，包括以下步驟：

（1）配料：以合金鋼質(zhì)量百分比計，按以下化學(xué)成分配料，釩0.047%、釕?0.45%、鈮0.03%、鈦0.014%、硼0.0065%、砷0.058%、錫0.038%，放入熔煉爐熔煉，保溫30分鐘后，繼續(xù)熔煉1-2h，出爐溫度為?1180℃；然后澆注成合金塊，取出空冷備用；