[發明專利]一種碳鈮鈦復合強化非調鋼及其生產方法

在審

• 申請號: 202010789799.2
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112030069A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 谷杰;朱海亞;張勇
• 申請（專利權）人: 江蘇聯峰實業有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/60;C22C33/04;B21J5/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董成

本發明涉及非調質鋼技術領域，且公開了一種碳鈮鈦復合強化非調鋼，各元素組成按質量百分比如下：碳：0.2?0.5%；硅：0.5?0.7%；錳：0.6?1.6%；鉻：0.05?0.3%；硫：0.04?0.065%；釩：0.01?0.15%；鈮：0.005?0.075%；鈦：0.01?0.03%；氮：0.01?0.1%；磷：0.03?0.04%，余下材料為鐵以及無法避免的雜質。本發明通過碳鈮鈦復合強化非調鋼原料中的碳化物和氮化物按釩、鈮、鈦的順序逐漸溶入奧氏體中，奧氏體晶粒粗大，這就導致相變后珠光體百分數、珠光體團直徑和滲碳體片厚增大,鐵素體含量減小，溶解在奧氏體中的微合金元素碳氮化物在冷卻過程中析出，故隨著加熱溫度的升高，碳鈮鈦復合強化非調鋼的強度增加，塑性和韌性降低，韌脆轉變溫度升高，變形量和變形速率增大引起奧氏體晶粒更加碎化。

技術領域

本發明涉及非調質鋼技術領域，具體為一種碳鈮鈦復合強化非調鋼及其生產方法。

背景技術

非調質鋼是在中碳錳鋼的基礎上加入釩、鈦、鈮微合金化元素，使其在加熱過程中溶于奧氏體中，因奧氏體中的釩、鈦、鈮的固溶度隨著冷卻而減小，微合金元素釩、鈦、鈮將以細小的碳化物的氮化物形式在先析出的鐵素體和珠光體中析出，這些析出物與母相保持共格關系，使鋼強化，這類鋼在熱軋狀態、鍛造狀態或正火狀態的力學性能既縮短了生產周期，又節省了能源，非調質鋼的力學性能取決于基體顯微組織和析出相的強化，非調質鋼分為熱鍛用非調質鋼、直接切削用非調質鋼、冷作強化非調質鋼和高韌性調質鋼，但是目前應用量大且面廣的是珠光體-鐵素體型非調質鋼在同樣的強度級別下，其韌性相對比調質鋼的韌性來說比較低，針對上述問題，本發明提供一種碳鈮鈦復合強化非調鋼及其生產方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種碳鈮鈦復合強化非調鋼及其生產方法，解決了上述背景技術提出的問題。

本發明提供如下技術方案：一種碳鈮鈦復合強化非調鋼，各元素組成按質量百分比如下：碳：0.2-0.5%；硅：0.5-0.7%；錳：0.6-1.6%；鉻：0.05-0.3%；硫：0.04-0.065%；釩：0.01-0.15%；鈮：0.005-0.075%；鈦：0.01-0.03%；氮：0.01-0.1%；磷：0.03-0.04%，余下材料為鐵以及無法避免的雜質。

優選的，所述鈦在碳鈮鈦復合強化非調鋼中以碳化鈦或單元素鈦形式存在。

優選的，所述碳鈮鈦復合強化非調鋼的平均有效晶粒尺寸小于6μm，且組織晶粒度達到6.0-5.0級。

優選的，所述碳鈮鈦復合強化非調鋼的抗拉強度達到980MPa，且碳鈮鈦復合強化非調鋼在室溫條件下的夏比沖擊功達到60J。

優選的，所述釩常規加入量為0.1%，根據實際的生產需求差異添加量在0.05-0.20%之間。

優選的，所述鈮的添加量要等于釩添加量的一半，且生產過程中不能單獨加入鈮。

一種如權利要求1-6任一所述的一種碳鈮鈦復合強化非調鋼及其生產方法，包括以下操作步驟：

第一步：將碳鈮鈦復合強化非調鋼的原料放入到冶煉爐中進行冶煉，并最終獲得合金錠，待下道工序加工；

第二步：利用鍛造設備，將上述的合金錠鍛造成棒材，鍛造過程中始鍛溫度高于1175℃，終鍛溫度975℃；

第三步：對鍛造工序加工完成后的棒材進行冷卻至室溫，且冷卻過程中先空冷至700～750℃，然后以勻速以3℃/min冷卻至450℃以下;

第四步：對最終獲得的棒材成品，取樣檢測，獲得其抗拉強度以及夏比沖擊功的具體數據，驗證和對不足進行改善。

與現有技術對比，本發明具備以下有益效果：