[發(fā)明專利]一種高韌性合金鋼及其熔煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910537410.2
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110373605B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧建東
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江精瑞工模具有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C22C38/22;C22C38/30;C22C33/04;C21C7/06;C21C7/064
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明公開了一種新型高韌性合金鋼及其熔煉方法，熔煉方法包括如下步驟：將低硫磷廢鋼作為爐料放入電弧爐內(nèi)熔化，并加入Mo；爐料熔化80?90%后，加入渣料；爐料全熔為鋼水后在渣料上加入緩釋脫氧劑；扒渣，新渣形成后向鋼水中加入Cr、W和Mn，并加入沉淀脫氧劑；向渣料表面分批加入擴散脫氧劑，同時利用電弧爐底吹惰性氣體攪拌，1500?1600℃下精煉1?1.5h，精煉結(jié)束前5?10min向鋼水中加入V；向鋼水中補加Si和Co，繼續(xù)熔煉10?15min；加入終脫氧劑脫氧后出鋼澆注。本發(fā)明合理控制反應(yīng)條件、合金料加入順序及脫氧劑的形式，熔煉出的高韌性合金鋼同時具有較高硬度和強度，且節(jié)約原料，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉領(lǐng)域，尤其是涉及一種高韌性合金鋼及其熔煉方法。

背景技術(shù)

進入21世紀后，高層建筑、深層地下和海洋設(shè)施、大跨度重載橋梁、輕型節(jié)能汽車、石油開采和長距離油氣輸送管線、軍用艦艇、航空航天器、高速鐵路設(shè)施、能源設(shè)施等國民經(jīng)濟的各個部門都需要性能高、使用壽命長且成本低的合金鋼，合金鋼的開發(fā)具有重要意義。

現(xiàn)有技術(shù)中，合金鋼一般使用熔煉的方法制備。例如，在中國專利文獻上公開的“一種合金鋼精鑄件的熔煉方法”，其公告號CN107312965A，通過爐料準備、熔爐通電加溫、翻拌、檢測、造渣、合金料添加、集渣、檢測出鋼即可。

但傳統(tǒng)的合金鋼組分及熔煉時的工藝，使合金鋼具有高韌性和良好的疲勞強度時，硬度和強度一般就會較低，因此如何熔煉出同時具有高硬度、高強度的高韌性合金鋼，還有待探索。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的合金鋼具有高韌性和良好的疲勞強度時，硬度和強度一般就會較低的問題，提供一種高韌性合金鋼及其熔煉方法，使得熔煉出的高韌性合金鋼具有高速鋼的高硬度和高強度的同時具有較高的韌性和抗疲勞強度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高韌性合金鋼，各組分的質(zhì)量分數(shù)為：C 0.68-0.73％，Si 0.80-1.20％，Mn0.3-0.4％，Cr 7.00-7.50％，V 1.70-2.20％，Mo 2.00-2.30％，W 0.40-0.70％，Co≤0.30％，P≤0.03％，S≤0.025％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

或C 0.78-0.85％，Si 0.20-0.40％，Mn 0.25-0.40％，Cr 4.00-4.60％，V 0.90-1.10％，Mo 7.25-7.75％，W 1.60-1.90％，Co≤0.50％，P≤0.025％，S≤0.020％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；

或C 0.68-0.76％，Si 0.90-1.20％，Mn 0.35-0.45％，Cr 7.50-8.50％，V 0.30-0.50％，Mo 2.00-2.50％，W 0-0.50％，Co 0.75-1.25％，P≤0.025％，S≤0.020％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

在合金鋼中加入硅，能顯著提高鋼的彈性極限、屈服點和抗拉強度，加入1-1.2％的硅，強度可提高15-20％；硅和鉬、鎢、鉻等元素結(jié)合能提高材料的抗腐蝕性、抗氧化性和耐熱性；在合金鋼中加入錳，不但可以使合金鋼有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能；在合金鋼中加入釩，可細化組織晶粒，提高強度和韌性，釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力；在合金鋼中加入鈷，制得的合金鋼可以作為電極材料。

磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變差，降低塑性，使冷彎性能變壞，因此通常要求鋼中含磷量小于0.045％，本發(fā)明中P控制在0.003％或0.025％以下。硫在通常情況下也是有害元素，使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋，硫?qū)附有阅芤膊焕档湍透g性，所以通常要求硫含量小于0.055％，本發(fā)明中S控制在0.025％或0.020％以下。