[發明專利]一種防護門高強抗侵徹鋼及其熱處理方法

在審

• 申請號: 201810347369.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108441768A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 陳林恒;徐干成;趙柏杰;祝瑞榮;李成學;胡鋒;趙榮貴
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54;C21D1/18
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立;艾中蘭

本發明公開了一種防護門高強抗侵徹鋼及其熱處理方法，防護門高強抗侵徹鋼采用中碳低合金成分設計，淬火+低溫回火熱處理工藝，鋼板厚度為20~80mm，屈服強度≥1200MPa，抗拉強度≥1600MPa，斷后伸長率≥8%，布氏硬度477~555HBW，?40℃低溫韌性≥15J，具有優異的抗侵徹性能，該鋼板應用于機庫防護門等領域，能夠滿足炮彈防護的使用要求。

技術領域

本發明涉及一種鋼，具體涉及一種防護門高強抗侵徹鋼及其制造方法。

背景技術

防護門高強抗侵徹鋼板主要應用在各種儲運倉庫設計的大型、特大型門，用于設備維修庫、軍用機場的飛機維修和存放庫、火箭組裝存放庫等航空航天領域。隨著第五代戰斗機、新型地空導彈和新型雷達等先進武器裝備的發展，機庫除能停放戰機外，還可用于成建制人員和車輛的隱蔽，利于戰時突然出擊，對機庫安全性顯著提高。防護門作為航天、航空、造船、大型工業廠房和車間領域等建筑物的重要組成部分，其地位和作用十分重要，其用量將明顯增加，防護門高強抗侵徹鋼具有優異的技術前景和極大的社會效益。

防護門高強抗侵徹鋼板是一種特殊用途的鋼種，它既是一種結構材料，更是一種防護材料，其最主要的作用是抵抗各種不同形狀和口徑的彈丸、爆炸、射流及破片等的侵徹，需具有良好的塑性、韌性和止裂性能，保證鋼板在彈丸沖擊下不崩落和鋼板在多發彈的沖擊下不產生通裂，并有效地減少防彈鋼板后面支持物所受的沖擊力。防護門高強抗侵徹鋼板需要一定的厚度，具有超高強度和硬度，同時具有優異的塑性、韌性和止裂性能。

現有的裝甲防護鋼板，具有超高硬度的42CrNiMoV鋼，硬度范圍為514～578HBW、30CrNiMoNb鋼，硬度范圍為444～514HBW；但是鋼板厚度均≤20mm。具有大厚度的30CrMnMoRE鋼，厚度范圍30～100mm、30CrNi2MnMoRE鋼，厚度范圍30～100mm；但是鋼板硬度均≤341HBW。現有的裝甲防護鋼均不滿足機庫等設施用的防護門高強抗侵徹性能。

發明內容

本發明針對現有裝甲防護鋼均無法滿足機庫等設施用防護門高強抗侵徹性能的技術問題，通過合理的化學成分設計和熱處理工藝，研發一種具有優異抗侵徹性能的防護門高強抗侵徹鋼。

為解決上述技術問題，本發明首先提供一種防護門高強抗侵徹鋼，其特征在于按重量百分比計含有：C：0.24～0.34％，Si：0.20～1.00％，Mn：0.20～1.00％，P：≤0.015％，S：≤0.0020％，Alt：0.015～0.050％，Cr：0.10～0.50％，Ni：0.20～1.00％，Mo：0.10～0.50％，Nb≤0.050％，V≤0.050％，Ti≤0.050％，B：0.0005～0.0035％，Ceq：≤0.65％，其余為Fe及不可避免的雜質；其中Si、Mn、Cr、Ni、Mo含量之和小于3.00％，Nb、V、Ti含量之和小于0.12％。

本發明防護門高強抗侵徹鋼采用中碳低合金成分設計。鋼板硬度很大程度上取決于C含量，要提高鋼的強度和硬度，首先要提高C含量；Si能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度；Mn能與Fe無限固溶，在提高鋼材強度的同時，對塑性的影響相對較小；Cr能增加鋼的淬透性并有二次硬化的作用，可提高鋼的硬度而不使鋼變脆；Ni可以顯著改善鋼的低溫韌性，使鋼的韌脆轉變溫度降低；Mo能提高淬透性和熱強性，防止回火脆性；微量Nb、V、Ti細化晶粒，既可提高強度，又使韌性變好，是最有效改善鋼性能的方法之一；B可以顯著提高鋼的淬透性，減少其他增加淬透性的合金元素的加入，降低成本。

本發明還提供了上述防護門高強抗侵徹鋼的制造方法，其特征在于采用淬火+低溫回火熱處理工藝。淬火溫度為850～920℃，得到均勻細小的奧氏體晶粒，淬火后鋼組織全部為板條馬氏體，形成的板條馬氏體組織，使鋼板具有超高的抗拉強度和硬度；回火溫度為170～250℃，消除鋼板殘余應力，同時保證鋼板具有良好的沖擊韌性。其中，淬火加熱是在常化爐中進行，水冷過程中完成；回火加熱是在回火爐中進行，空冷過程中完成。