[發(fā)明專利]一種高性能軟磁結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010579576.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN113832410B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉自成;李紅斌;顧曄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/34
• 分類號(hào): C22C38/34;C22C38/42;C22C38/50;C22C38/06;C22C38/02;C22C38/04;C21D8/12
• 代理公司: 上海開祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種高性能軟磁結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法，通過合金元素的組合匹配設(shè)計(jì)，并采用Ca處理等技術(shù)手段，優(yōu)化再結(jié)晶控軋和離線正火工藝(RCR+N)及后續(xù)緩冷工藝，使成品鋼板的顯微組織為均勻細(xì)小的等軸鐵素體+珠光體，珠光體含量≤5％，顯微組織平均晶粒尺寸在15～25μm，實(shí)現(xiàn)了軟磁結(jié)構(gòu)鋼板的高強(qiáng)度、高韌性、良好的焊接性及優(yōu)良電磁特性的有機(jī)統(tǒng)一，鋼板的磁感應(yīng)強(qiáng)度B₃≥0.50T，B₅₀≥1.50T，電阻率≥0.35μΩm。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟磁結(jié)構(gòu)鋼板，特別涉及一種高性能軟磁結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)

用于磁懸浮的普通軟磁結(jié)構(gòu)鋼板最先出現(xiàn)在德國(guó)，德國(guó)蒂森鋼鐵股份公司分別于1982年和1999年申請(qǐng)的美國(guó)專利US 4350525“Magnetic suspension railroad parts”和美國(guó)專利US 6287395“可高能焊接的軟磁鋼及其在磁懸浮鐵軌部件上的應(yīng)用”，揭示了軟磁結(jié)構(gòu)鋼板發(fā)明過程，美國(guó)專利US 4350525和US 6287395闡述了軟磁結(jié)構(gòu)鋼中各合金元素的作用。但是按此專利技術(shù)生產(chǎn)出的軟磁結(jié)構(gòu)鋼板，實(shí)物質(zhì)量較低，表現(xiàn)為沖擊韌性較低，尤其0℃以下的低溫沖擊韌性很低，0℃橫向沖擊功(Akv)在12J～57J之間，可能給列車運(yùn)行帶來隱患；同時(shí)磁感也不高，B₄₀只有1.60T左右，低磁場(chǎng)下磁感B₃只有0.60T，電磁轉(zhuǎn)化效率偏低，無(wú)效損耗大，電能損耗大，不能適應(yīng)日益嚴(yán)格環(huán)境保護(hù)要求。

中國(guó)專利ZL01126937.5公開的“磁懸浮列車用高性能軟磁鋼”，用于磁懸浮軌道梁的軟磁結(jié)構(gòu)鋼板性能較德國(guó)發(fā)明有大幅度地提高，但其磁通密度、電阻率及低溫沖擊韌性仍然不夠高(B₄₀約1.60T～1.61T、B₃約0.9T～1.00T、電阻率ρ約0.39～0.40μΩm，0℃Akv≥140J)，尤其沖擊韌性在低于-10℃時(shí)，不能保證≥27J，焊接性也較差，焊接熱輸入只能控制在≤12kJ/cm才能保證熱影響區(qū)(HAZ)0℃Akv≥27J，因此，此種軟磁結(jié)構(gòu)鋼板在比較寒冷的北方使用仍存在較大安全隱患。

中國(guó)專利ZL02136192.4，用于磁懸浮軌道梁的軟磁結(jié)構(gòu)鋼板性能較中國(guó)專利ZL01126937.5有大幅度地提高，其磁通密度、電阻率具有大幅度提高(B₄₀約1.65T～1.68T、B₃約1.15T～1.30T、電阻率ρ約0.42～0.45μΩm)，低溫沖擊韌性雖然提高幅度很大，Akv(-20℃)＞150J，焊接性也有大幅度提高，可以采用較大熱輸入焊接，模擬焊接熱影響區(qū)(HAZ)-20℃Akv＞27J(模擬參數(shù)：峰值溫度為1350℃、t_8/5為50秒、單循環(huán))，但是－20℃以下的母材和焊接接頭的沖擊韌性Akv波動(dòng)很大，尤其是焊接熱影響區(qū)存在局部脆性區(qū)(LBZ)，-20℃以下的Akv不能滿足≥27J，同時(shí)工序比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本也較高，需要離線正火熱處理。

中國(guó)專利ZL03116097.2，不但制造工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本也較低，無(wú)需離線常化熱處理，而且鋼板性能也較中國(guó)專利ZL02136192.4有大幅度地提高，尤其低溫沖擊韌性提高幅度很大，Akv(-30℃)≥100J，焊接性也有大幅度提高，可以采用較大熱輸入焊接，模擬焊接熱影響區(qū)(HAZ)-30℃Akv≥21J(模擬參數(shù)：峰值溫度為1350℃、t_8/5為50秒、單循環(huán))，但是-30℃以下的母材和焊接接頭的沖擊韌性Akv波動(dòng)很大，尤其是焊接熱影響區(qū)存在局部脆性區(qū)(LBZ)，-30℃以下的Akv不能總能滿足≥27J，尤其研究發(fā)現(xiàn)高Si含量的合金體系決定了軟磁結(jié)構(gòu)鋼板的低溫韌性無(wú)法穩(wěn)定地滿足在-30℃以下寒冷地區(qū)的使用安全。