[發明專利]超高強度稀土4340鋼的制造方法

在審

• 申請號: 202011052089.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112159932A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 陳堅;陳莉;向彪;陳菊生
• 申請（專利權）人: 上海加寧新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C33/06;C21D8/00
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 黃明凱

本發明公開了一種超高強度稀土4340鋼的制造方法，該制造方法包括對鋼材原料進行凈化、熔煉獲得鋼錠，對所述鋼錠進行強壓快鍛獲得鍛件，對所述鍛件進行熱處理；其中，選用合金元素Cr、Ni、Mo以及原生態廢鋼作為所述鋼材原料，進行EF熔煉、VIM精煉、VAR真空自耗并加入稀土元素La、Ce，冶煉得稀土4340鋼，所述稀土4340鋼的組分為：0.38%≤C≤0.43%、0.15%≤Si≤0.35%、0.60%≤Mn≤0.80%、0.70%≤Cr≤0.90%、1.65%≤Ni≤2.00%、P≤0.005%、S≤0.002%、0.20%≤Mo≤0.30%、0.1%≤La和Ce≤0.2%，其余為Fe。本發明的優點是：通過在鋼材原料內加入稀土元素La、Ce，從而獲得超高強度稀土4340鋼，并且超高強度稀土4340鋼的抗拉強度與屈服強度均滿足超高強度鋼的使用要求。

技術領域

本發明涉及冶金的技術領域，尤其是一種超高強度稀土4340鋼的制造方法。

背景技術

美國AISI4340高強度鋼抗拉強度980Mpa，屈服強度835Mpa，現需要超高強度鋼抗拉強度≥1600Mpa、屈服強度≥1400Mpa。從美國SISI4340標準看，抗拉強度達不到1600Mpa、屈服強度達不到1400Mpa。因此，要對4340鋼的抗拉強度與屈服強度進行強化，以達到超高強度鋼的標準。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了一種超高強度稀土4340鋼的制造方法，通過在鋼材原料內加入稀土元素La、Ce，從而獲得超高強度稀土4340鋼，并且超高強度稀土4340鋼的抗拉強度與屈服強度均滿足超高強度鋼的使用要求。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種超高強度稀土4340鋼的制造方法，所述制造方法包括對鋼材原料進行凈化、熔煉獲得鋼錠，對所述鋼錠進行強壓快鍛獲得鍛件，對所述鍛件進行熱處理，其特征在于：選用合金元素Cr、Ni、Mo以及原生態廢鋼作為所述鋼材原料，進行EF 熔煉、VIM精煉、VAR真空自耗并加入稀土元素La和Ce，冶煉得稀土4340鋼，所述稀土4340鋼的組分為：0.38%≤C≤0.43%、0.15%≤Si≤0.35%、0.60%≤Mn≤0.80%、0.70%≤Cr≤0.90%、1.65%≤Ni≤2.00%、P≤0.005%、S≤0.002%、0.20%≤Mo≤0.30%、0.1%≤La和Ce≤0.2%，其余為Fe。

在所述EF熔煉過程中加入復合脫氧劑，所述復合脫氧劑的組分為：6%≤Si≤7%、16%≤Mn≤18%、5%≤Al≤5.5%、4.5%≤Ca≤5.0%，其余為Fe。

所述VIM精煉過程中進行脫氣處理，減少氣體中非金屬元素H、O的含量，使H≤1.6ppm、O≤20ppm。

在所述鋼材原料出鋼時預先在鋼包中加入所述稀土元素La和Ce，并使所述稀土元素La和Ce與所述鋼材原料均勻混合，澆注得到所述鋼錠。

在獲得所述鋼錠并對其整修后，對所述鋼錠進行加熱，所述鋼錠采用臺階式加熱法，所述鋼錠第一階段加熱溫度從20℃到560℃，溫度加熱速率為80℃/h；第二階段加熱溫度從560℃-860℃，溫度加熱速率為100℃/h；第三階段加熱溫度從860℃到1150℃，溫度加熱速率為120℃/h。

所述強壓快鍛采用FM法，其始鍛溫度為1150℃，終鍛溫度≥900℃，鍛造比≥3。

所述熱處理包括高溫淬火和低溫回火，所述高溫淬火的溫度為860℃±10℃并進行油冷，所述低溫回火的溫度為200℃±10℃并水冷至室溫。

本發明的優點是：通過在鋼材原料內加入稀土元素La、Ce，從而獲得超高強度稀土4340鋼，并且超高強度稀土4340鋼的抗拉強度與屈服強度均滿足超高強度鋼的使用要求。

附圖說明

圖1為本發明的AISI4340鋼與稀土4340鋼的力學性能表。