[發明專利]一種高淬透性中碳高鈦含硼鋼及其板坯連鑄生產方法

有效

• 申請號: 202110346772.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN115141985B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 郭亮亮;陳建梁;王迎春;徐國棟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/54;C22C38/50;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/06;C22C38/02;C22C38/26;C22C38/24;C22C33/04;B22D11/22
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種高淬透性中碳高鈦含硼鋼及其板坯連鑄生產方法，采用較高含量的C、B、Mn、Mo、Cr來提高鋼板的淬透性，并且控制Ti、B、N、C四者元素含量滿足2≤Ti/(B+N+C)≤5，在有效抑制BN顆粒析出的同時，避免產生過多的TiN或Ti(C,N)顆粒，從而可以減輕鑄坯角部橫裂缺陷和皮下夾雜缺陷。本發明在成分設計的基礎上，通過控制連鑄過程中二冷區鑄坯表面溫度、二冷比水量、中間包內鋼液過熱度和連鑄平均拉速等，減少BN等析出物、細化晶粒組織，使獲得的含硼鋼不僅具有較高淬透性，而且可以有效降低連鑄過程中裂紋產生風險，顯著提高鑄坯質量。

技術領域

本發明涉及含硼鋼制造技術領域，特別涉及一種高淬透性中碳高鈦含硼鋼及其板坯連鑄生產方法。

背景技術

鋼的淬透性受珠光體或貝氏體轉變的孕育期所控制，取決于過冷奧氏體穩定性的大小。凡是能夠抑制珠光體或貝氏體等過冷奧氏體分解產物形核的因素均能提高鋼的淬透性。鋼中的碳含量和合金元素對淬透性影響最大。合金元素對鋼淬透性的影響可歸結為對臨界冷卻速度的影響，一般可分為以下3類：

1)降低鋼的臨界冷卻素的元素，隨著其加入量的增加，臨界冷卻速度不斷降低，如Mn、Cr、Mo、Ni、Si等；

2)提高鋼的臨界冷卻速度的元素，隨著其加入量的增大，臨界冷卻速度不斷上升，如Ti、Zr、Co等；

3)隨著加入量的增多，先降低臨界冷卻速度，而后增大臨界冷卻速度，如V等。

鋼中常用的合金元素對增大鋼的淬透性的能力由高到低是：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。只有溶解在奧氏體中的合金元素才能起增大鋼淬透性的作用，不溶解的碳化物能降低奧氏體中碳及合金元素的濃度，對鋼的淬透性起相反的作用。

含硼鋼是以Mn、B為基礎代替Cr、Ni鋼的一種低合金結構鋼，在鋼中添加極微量的微合金元素硼就可以使鋼的淬透性成倍增加，同時還可以獲得優良的機械性能。我國Cr、Ni資源緊缺，而硼資源豐富，因此國家鼓勵開發含硼鋼。鋼液中B和N超過一定含量時，B和N容易結合生成BN，并在晶界沉淀；BN晶界析出物很細小，連續釘扎在奧氏體和基體變形處，降低了晶界的流動性，使再結晶溫度提高，由于再結晶受阻，晶界不能遷移，應力在晶界處集中而不能消除，從而引起晶界的脆化，使鋼的裂紋敏感性增加。因此，含硼鋼如果矯直時鑄坯溫度處于氮化物析出高峰溫度區(850～1000℃)，將會引起鋼的脆化，矯直變形下鑄坯振痕波谷處易產生裂紋，在振痕缺口效應與晶界弱化的雙重作用下，鑄機矯直區角橫裂紋將進一步擴展和加劇。

目前測鋼淬透性最常用的方法是末端淬火法，簡稱端淬法，原理是測定試樣端部硬度。國標GB-225-63規定了該方法的實驗規定與原理，淬透性以洛氏硬度HRC值表征、且正相關。

日本專利JP1980135282A公開了“一種含硼鋼”，其成分包括：C：0.01～0.07％、Mn：0.05～0.30％、Al：0.01～0.03％、N≤0.0026％、B：0.001～0.006％、Cr：0.01～0.06％。

日本專利JP2005230595A公開了“一種含硼鋼”，其成分包括：C：0.03～0.07％、Si≤0.2％、Mn：1.2～2％、P≤0.015％、S：0.0005～0.005％、B：0.0003～0.003％、Mo：0.01～0.2％、Al：0.001～0.034％、Ti：0.005～0.02％、N：0.001～0.008％、O：0.001～0.004％、Ca：0.0003～0.004％、Mg：0.0003～0.004％。

中國專利CN201210319733.2公開了“一種消除含硼鋼連鑄坯角部橫裂紋缺陷的方法”，控制澆鑄時鋼水的N含量≤50ppm，B含量≤80ppm；對連鑄坯二次冷卻的強度為比水量≤0.90/kg；二次冷卻在連鑄的各階段冷卻水量占總水量的比分別是足輥區15～20％、豎直段區15～22％、弧形段區15～40％，矯直區3～5％；所連鑄坯在彎曲區的窄面溫度大于1000℃，矯直區的窄面溫度大于870℃。