[發明專利]一種三層復合鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201510930663.8
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN105543649B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 趙小婷;閆博;姚連登;焦四海;李紅斌
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/16;C22C38/14;B32B15/01;B32B15/18;C21D8/02
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙)31228
• 代理人: 楊丹莉,李丹

技術領域

本發明涉及一種鋼板及其制造方法，尤其涉及一種復合鋼板及其制造方法。

背景技術

一般來說，鋼板厚度和硬度級別的增加有利于提高裝甲車輛的防護能力。然而，鋼板的厚度增加并不利于車量減重，影響車輛的戰術機動性。同時，鋼板硬度超出一定范圍后，接觸到槍彈或炮彈后會產生崩落，這些碎片則會直接危及人身安全和儀器設備的正常運行。

公告號為CN202750372U，公開日為2013年2月20日，名稱為“一種新型防彈機柜”的中國專利文獻公開了一種具有防彈功能的柜體。該柜體外設置有防彈披甲，防彈披甲由616裝甲鋼板和凱夫拉復合板粘接而成，616裝甲鋼板為防彈披甲的外層，凱夫拉復合板為防彈披甲的內層。外層616裝甲鋼板采用采用8毫米厚的鋼板，內層凱夫拉復合板為7毫米厚的鋼板。然而，該篇中國專利文獻中并沒有涉及相關鋼板的產品特點和綜合性能。

為此，期望獲得一種鋼板，這種鋼板應當既具有很高的硬度，又能夠吸收較大的沖擊動能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三層復合鋼板。該三層復合鋼板的上、下兩個表面具有較高的硬度特性，位于上、下兩個表面之間的中間層則具有相對較低的硬度特性，且該中間層還具有較高的低溫韌性。本發明所述的三層復合鋼板實現了高、低硬度和高低溫韌性的結合。另外，本發明所述的三層復合鋼板具備良好的機械加工性能、優良的板形和優異的防彈性能。

為了實現上述目的，本發明提出了一種三層復合鋼板，其具有作為中間基層的低硬度層以及作為上、下面層的高硬度層，高硬度層與低硬度層之間通過軋制復合實現原子結合，其中，低硬度層為Mn13鋼，高硬度層的布氏硬度大于600，低硬度層的維氏硬度低于250。

進一步地，上述高硬度層的化學元素質量百分比為：

C：0.35～0.45％；

Si：0.80～1.60％；

Mn：0.3～1.0％；

Al：0.02～0.06％；

Ni：0.3～1.2％；

Cr：0.30～1.00％；

Mo：0.20～0.80％；

Cu：0.20～0.60％；

Ti：0.01～0.05％；

B：0.001～0.003％；

余量為Fe和不可避免的雜質。

在上述高硬度層中，不可避免的雜質主要是S和P元素，其中可以控制P≤0.01％，S≤0.005％。

上述高硬度層中的各化學元素的設計原理為：

C：在鋼中可以起到固溶強化的作用，其是對鋼的強度貢獻最大且成本最低的強化元素。為了達到一定的硬度級別，希望鋼中含有較高含量C，然而，C含量過高，會對鋼的焊接性能和韌性均會產生不利影響。為此，綜合考慮鋼板的強韌性匹配，在本發明所述的三層復合鋼板的高硬度層中的C含量應當控制為0.35～0.45％。

Si：Si是脫氧元素。另外，Si可以溶于鐵素體中，以起到固溶強化的作用，其僅次于碳、氮、磷而超過其它合金元素，因此，Si能夠顯著地提高鋼的強度和硬度。如果需要利用Si固溶強化作用，其加入量通常不低于0.6％。在上述高硬度層中，Si含量需要被控制0.8～1.6％的范圍之間以起到固溶強化作用。

Mn：Mn可以降低鋼的臨界冷卻速度，以此大大提高淬透性，并且會對鋼產生固溶強化作用。但是，當Mn含量過高時，會使得馬氏體轉變溫度下降幅度太多，導致室溫殘余奧氏體增加，不利于鋼的強度增加；在鑄坯中心偏析部位生成粗大的MnS，令板厚中心的韌性降低。鑒于此，在上述高硬度層中的Mn含量應當控制為0.3～1.0％。

Al：Al也是脫氧元素。同時，Al還可以與氮形成細小難溶的AlN顆粒，以細化鋼的顯微組織，并且抑制BN的生成，使B以固溶狀態存在，從而保證鋼的淬透性。一旦Al含量超過0.06％時，會在鋼中生成粗大的氧化鋁夾雜物。因此，將高硬度層中的Al含量控制為0.02～0.06％。

Ni：Ni在鋼中只溶于基體相鐵素體和奧氏體中，并且不形成碳化物，其所產生的奧氏體穩定化作用非常強。Ni是保證鋼的高韌性的主要元素，考慮到Ni的強化作用及其添加成本，將高硬度層中的Ni含量設定為0.3～1.2％。

Cr：Cr是縮小奧氏體相區的元素，其可溶于鐵素體。Cr能夠提高奧氏體的穩定性，使得C曲線向右偏移，由此來降低臨界冷卻速度，以提高鋼的淬透性。為此，上述高硬度層中的Cr含量需要控制為0.3～1.0％。