[發明專利]一種高溫高強低碳熱模鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 201811574265.7
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109487166A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 黃進峰;張津;連勇;張尊君;張程;李建強
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C33/06;C21D1/32;C21D1/18;C21D8/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種高溫高強低碳熱模鋼，其特征在于，化學成分質量百分比為C:0.12-0.30、Si:≤0.5、Mn:≤0.5、Cr:1.0-3.0、Mo:1.5-2.5、W:0.3-1.2、Ni:0.5-1.6、V:0.2-1.0、Nb:0.03-0.15、N:≤0.05、S:≤0.03、P:≤0.03、(Mo+W)≤3.5，(Nb+V)≤1.0，其余為Fe和不可避免的雜質元素。

2.權利要求1所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)真空熔煉工序：按成分質量百分比：C:0.12-0.30、Si:≤0.5、Mn:≤0.5、Cr:1.0-3.0、Mo:1.5-2.5、W:0.3-1.2、Ni:0.5-1.6、V:0.2-1.0、Nb:0.03-0.15、N:≤0.05、S:≤0.03、P:≤0.03、(Mo+W)≤3.5，(Nb+V)≤1.0，余量為Fe配料，配料后進行真空爐熔煉或者電弧爐熔煉，澆注成電極棒坯，然后在鍛造爐中段成電極棒；

2)電渣重熔工序：將步驟1)鍛造開坯所得的電極棒打磨除去氧化皮，放入真空電渣重熔裝置中，進行二次精煉，電渣重熔水冷系統水溫不高于70℃，電渣重熔后得到電渣鋼錠；

3)高溫均勻化退火工序：采用1250～1300℃的高溫進行均質化退火10～40h，然后以80-100℃/h的速率隨爐冷至500℃以下出爐空冷或1250～1300℃的高溫均質化后爐冷至鍛造溫度保溫2～6小時后直接鍛造；

4)鍛造工序：鍛造工藝為1150-1200℃保溫4-8小時，始鍛溫度1130-1200℃，終鍛溫度800-900℃，鍛比3-4；

5)鍛后退火工序：鋼材在＜500℃溫度入爐，以不大于100℃/h的加熱速率加熱到830～900℃后進行保溫，然后再以20-40℃/h的速率隨爐冷至500℃以下出爐空冷，最終獲得均勻細小的再結晶組織，晶粒尺寸為20-40μm；

6)熱處理工序：最終熱處理采用調質處理，淬火工藝為將材料加熱到970-1100℃后進行保溫，根據材料尺寸確定采用空冷、水冷或油冷；回火溫度根據所需成品的硬度不同應在580-660℃之間，保溫2-6小時。

3.如權利要求2所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，將步驟1)中所述段成電極棒坯是將澆注的電極棒坯切除雜質含量及氧化皮較多的縮孔后放入鍛造爐中，鍛造工藝為加熱至1080-1180℃，并保溫1～4小時。

4.如權利要求2所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的電渣重熔，所用熔渣在電渣重熔前需放入烘渣爐中于800～900℃溫度烘烤24小時以上。

5.如權利要求2所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述的電渣重熔，電流按照經驗公式I＝(14～24)D_結，D_結為結晶器直徑。

6.如權利要求2所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的電渣鋼錠為30Kg以上鋼錠。

7.如權利要求2所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，步驟5)所述保溫時間是根據工件尺寸，具體計算公式為：或[120min+r(mm)×1min/mm]，d為材料厚度，r為材料半徑。

8.如權利要求2所述的高溫高強低碳熱模鋼的制備方法，其特征在于，步驟6)所述淬火加熱保溫時間是根據工件尺寸，具體計算公式為：保溫時間根據公式或[(15～40)min+r(mm)×1min/mm]，d為材料厚度，r為材料半徑。