[發明專利]一種低溫塑性高錳鋼板及其加工方法

無效

• 申請號: 201410399639.1
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104152797A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王玉輝;王天生;彭艷;黃曉旭;賀延明;付瑞東;廖波
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

技術領域

本發明屬于鋼鐵材料及其加工制備領域，具體涉及一種低溫塑性高錳鋼板及其加工方法。?

背景技術

眾所周知，鋼的低溫脆性斷裂是鋼結構最危險的破壞形式之一，鋼材在低溫時具有脆性斷裂現象，而一般來說，鋼鐵材料出現脆性斷裂時具有以下特征：（1）斷裂時所承受的工作應力低于屈服極限；（2）脆斷一但發生，以極高的速度擴展（2000米/秒以上）；（3）斷口平直，斷面收縮率小，外觀上無明顯的宏觀變形特征；（4）?斷口形貌多為沿晶斷裂。一但出現脆性破壞將造成重大損失，如第二次世界大戰中，美國約1000艘“自由輪”發生脆性斷裂。

因此，不斷提高材料的低溫塑性成為人們研究和實驗熱點。目前，廣泛應用于低溫的鋼鐵材料，主要為低碳馬氏體型低溫鋼主要是3.5%Ni、5%Ni和9%Ni鋼，這類鋼板性能雖能滿足要求，但含很高的鎳，價格昂貴；另外一類為奧氏體型低溫鋼，主要包括AISI304、304LN、316、316LN和310等鋼種，其化學成分可參見表1，此類鋼種低溫強度低，雖然304LN和316LN用氮強化可以在一定程度上提高低溫強度，但此類鋼在低溫下易發生馬氏體相變而產生磁性和應力。因此上述兩類鋼在技術上和經濟上均存在無法克服的缺點。?

表1常用低溫鋼的化學成?

?發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種低溫塑性高錳鋼板及其加工方法，其在料方中增加錳的重量百分比，熔煉的鋼錠再經固溶處理、軋制、均質制得高錳鋼板，該鋼板熱軋、均質后具有良好的低溫塑性以及較高的屈服強度和抗拉強度；熱軋后的鋼板再經冷軋后，具備典型脆斷特征—沿晶斷裂，但是其具備18%以上的均勻延伸率，同時屈服強度和抗拉強度較高；該熱軋或熱軋后再冷軋的鋼板在低溫應用領域均具有巨大的應用價值。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種低溫塑性高錳鋼板的加工方法，包括高錳鋼的熔煉、鋼錠的后處理、和開坯軋制成板在內的工藝步驟，具體步驟為：

A、高錳鋼的熔煉：高錳鋼料方的組分按重量百分比計為：Mn?30%~36%，C?0.02%~0.06%，S≤0.01%，P≤0.008%，其余為Fe，將上述料方熔煉成鋼錠；

B、鋼錠的后處理：將步驟A中的鋼錠保持在1150℃~1200℃條件下熱處理2~4小時、然后轉移到室溫、水淬池中均質完成固溶處理；

C、開坯軋制成板：固溶處理后的鋼錠開坯后經過熱軋、回火均質。

步驟A中所述高錳鋼料方中Mn的重量百分比含量優選32%~35%。

本發明還供了一種采用上述技術方案制備的高錳鋼毛板。

本發明的材料成分屬于超高錳鋼范圍，一般認為，高錳鋼在低溫下存在韌脆轉變現象，當錳含量超過30%以上，其低溫斷裂形式主要以沿晶脆斷為主。上述技術方案中將錳的含量提高至30~36%，所制備的鑄錠經熱軋、均質所制得的毛板，在低溫下具有良好的延展性以及較高的屈服強度和抗拉強度，拉伸斷口屬于韌窩斷口。

上述技術方案熱軋后的毛板再進行步驟D的處理：熱軋、均質后的毛板再進行冷軋、退火均質成型。

冷軋、退火均質的條件為：熱軋、均質后的毛板在室溫下經10~20道次冷軋到1.0mm~2.0mm厚的鋼板，軋制變形量為90%~92%，所述鋼板在600℃~850℃下保持0.5~2小時，后轉移到室溫、水淬池中均質。

熱軋、均質后的毛板再經冷軋軋制成薄鋼板，其抗拉強度仍能滿足相關標準的要求。冷軋和退火所制得的鋼板（1.0~2.0mm），在低溫下（-170℃~-196℃）使用時，屈服強度達到430~510MPa（σ_0.2），抗拉強度達到620~770MPa（σ_b），且均勻延伸率達到18~24%，適用于低溫環境。

本發明還提供了一種采用上述技術方案所制備的高錳鋼鋼板，其經熱軋后再進行冷軋，厚度為1.0~2.0mm。

采用上述技術方案產生的有益效果在于：（1）本發明高錳鋼的成分簡單，成本低，尤其是當其用于低溫領域代替高鎳鋼鐵時，其成本大幅降低；（2）熱處理工藝簡單，適用于規模化生產，節能環保，加工技術簡易，容易實現；（3）所加工的鋼板可適用于低溫環境，尤其是-170℃~-190℃的環境，可用于低溫壓力容器的制備。

附圖說明

圖1是實施例2中鋼錠經熱軋、冷軋后獲得的鋼板的XRD圖；

圖2是實施例2中鑄錠經熱軋、冷軋、退火后獲得的鋼板的XRD圖；