[發明專利]一種利用含硼生鐵提高Q235鋼屈服強度的方法

有效

• 申請號: 201710286802.7
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107130163B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 薛向欣;高永亮;楊合;楊松陶;何占偉;騰艾均;董夢格
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C35/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C37/10
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明公開一種利用含硼生鐵提高Q235鋼屈服強度的方法，以Q235鋼、含硼生鐵、鈦鐵合金為原料，在真空感應爐內熔化及合金化，再經過澆鑄、兩階段控軋軋制與控制冷卻工藝得到最終鋼板。本發明的優點是：不僅綜合利用了含硼生鐵，為其提供了一條合理的利用途徑，同時充分利用硼元素能有效提高鋼的淬透性的特點，使組織部分轉化為貝氏體，顯著提高Q235鋼的屈服強度，成本低，對設備要求低，生產效率高，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種利用含硼生鐵來使Q235鋼中部分組織轉變為貝氏體，從而提高鋼屈服強度的方法。

背景技術

我國正處在工業化進程中，鋼鐵工業作為重要的支柱產業，對促進國民經濟的發展具有重要作用。但我國鋼鐵工業正面臨著日益嚴重的資源、能源短缺，環境惡化等問題。因此在提高材料性能的情況下減少鋼鐵材料中合金元素的使用量，盡可能使用相對簡單的化學成分生產出滿足不同性能要求的產品，從而提高能源使用效率，節約材料，對促進我國社會經濟可持續發展具有重要意義。

最近幾十年鋼的微合金化主要集中在鈮，鉬，鉻，鎢，釩，鈦等貴金屬。與一般的合金元素相比，硼是最有效的提高淬透性的元素，鋼中加入0.001％的硼就能大幅度提高鋼的淬透性。因而微量的硼可以代替一些貴重合金元素如鎳、鉻、鉬等。此外利用高爐鐵硼分離工藝流程獲得的含硼生鐵，雖然具有來源方便、價格便宜等優點，但由于硼含量較低(0.2-1.0％)，一直沒有合理利用，對硼資源造成極大浪費。

Q235鋼是廣泛應用的鋼種，但強度較低，一般提高Q235屈服強度的方法都是通過低溫大變形實現，對軋機設備要求極高，或者通過添加其它貴金屬實現。

在中國專利公開申請CN103741025A中，薛向欣、張志宏公開了一種以含硼生鐵為加硼劑制備含硼微合金鋼的方法，并成功申請了發明專利，但是他們研究的含硼微合金鋼中碳含量較低(0.08-0.12％)，因此對脫碳工藝要求較高，其中錳含量較高(1.5-1.8％)，而錳資源屬于緊缺資源，價格昂貴。雖然軋制工藝簡單又具備良好的性能，但綜合經濟成本較高，不利推廣應用。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明通過在工程領域廣泛應用的Q235鋼中添加含硼生鐵和鈦鐵合金，改變冶煉及軋制工藝條件，利用兩階段控軋軋制與控制冷卻工藝，使其屈服強度大幅度提高，并且其它力學性能均符合要求。

具體技術方案如下：

一種利用含硼生鐵提高Q235鋼屈服強度的方法，以Q235鋼，含硼生鐵，鈦鐵合金為原料；

其各成分質量百分比如下：

所述Q235鋼各成分質量百分比C:0.12～0.22％，Mn:0.3～0.85％，Al:0.03～0.05％，Si:≤0.5％，S:≤0.05％，P:≤0.045％，余量為Fe；

所述含硼生鐵各成分質量百分比C:3.0～3.8％、Si:2.0～3.2％、Mn:0.08～0.12％、P:≤0.06％、S:≤0.12％、B:0.20～1.0％，余量為Fe；

所述鈦鐵合金各成分質量百分比C 0.24～0.33％、Si 0.30～0.70％、V 2.6～3.2％、P≤0.02％、S≤0.05％、Al 4.3～4.7％、Ti 70～74％，余量為Fe；

其制備工藝步驟如下：

(1)將經過處理的Q235鋼裝入感應爐內進行熔化以及合金化，熔化初期保持真空度3～10Pa，大功率加熱爐料；熔化中期充氬氣調節，氣壓控制在2～5Kpa；進入精煉期后，保持高真空度，脫氧氮，將溫度加熱到1600～1630℃，達到后保溫；加入鈦鐵合金，開啟電磁攪拌；隨后加入含硼生鐵，保溫，開啟電磁攪拌；

(2)澆鑄前，先降溫到1580℃，保持在3～5KPa下澆鑄；