[發明專利]一種含Nb非調質鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202210258832.8
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114592157B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 劉年富;鐘芳華;廖美華;周成宏;董鳳奎;張正波;李健;楊偉光;戴堅輝
• 申請（專利權）人: 寶武杰富意特殊鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/48;C22C38/42;C22C38/60;C22C38/46;C22C38/06;C22C33/04;B22D11/00;B22D11/22;C21D6/00;C21D9/00;B21B1/46
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 程曉

一種含Nb非調質鋼及其制備方法，含Nb的非調質鋼化學成分以質量百分比計包括C 0.45?0.47％、Si 0.51?0.59％、Mn 1.11?1.29％、Cr 0.15?0.21％、Nb 0.021?0.030％、Cu 0.11?0.19％、N 0.0161?0.0199％、S 0.055?0.070％、V 0.12?0.20％、Ni≤0.10％、Al≤0.015％、Ti≤0.005％，余量為Fe和其他不可避免的雜質；其中，Σ(Nb+V)/N為8?12，且Nb/N在1.2?1.8之間。通過控制Σ(Nb+V)/N以及Nb/N的比值，充分發揮V、Nb等強碳化物、氮化物的強化作用，提高N的溶解度，減少連鑄坯出現裂紋的傾向。

技術領域

本發明鋼鐵生產領域，具體而言，涉及一種含Nb非調質鋼及其制備方法。

背景技術

非調質鋼是在中碳錳鋼的基礎上加入一些細化晶粒元素，如釩、鈦、鈮，這些細晶元素在加熱過程中溶于奧氏體中，且固溶度隨著冷卻而減小，可與鋼中碳、氮元素結合，將以細小的碳化物和氮化物形式在先析出的鐵素體和珠光體中析出，通過析出強化、細晶強化等方式提高了鋼的強韌性。這類鋼在熱軋狀態、鍛造狀態或正火狀態的力學性能達到或接近調制鋼，既縮短了生產周期，又節省了能源。

但是，由于析出相的作用，也大幅度提高了非調質鋼的裂紋敏感性，導致非調質鋼連鑄坯容易產生裂紋；同時，加熱、軋制時表面裂紋發生率要遠高于常規鋼材。

生產過程中，含氮及釩、鈮等細化晶粒元素的連鑄坯加熱溫度過高或加熱不均以及較低溫度軋制等，都容易產生較大的熱應力或組織應力造成軋件表面出現裂紋。

因此，生產含釩、鈮的非調質鋼，在控制強韌性的前提下，還需要控制好表面質量。目前，由于生產過程非調質鋼的表面質量影響因素較多的影響，裂紋敏感性鋼很難定量化或半定量化描述裂紋發生率。

有鑒于此，本發明設計制造了一種非調質鋼，確保了其強韌性，同時，對連鑄坯、鋼材表面質量進行控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含Nb非調質鋼及其制備方法，對鋼材表面質量進行控制，確保了鋼材的強度和沖擊韌性。

本發明是采用以下的技術方案來實現的。

一種含Nb非調制鋼，其化學成分以質量百分比計包括C 0.45-0.47％、Si 0.51-0.59％、Mn 1.11-1.29％、Cr 0.15-0.21％、Nb 0.021-0.030％、Cu 0.11-0.19％、N0.0161-0.0199％、S 0.055-0.070％、V 0.12-0.20％、Ni≤0.10％、Al≤0.015％、Ti≤0.005％，余量為Fe和其他不可避免的雜質；其中，Σ(Nb+V)/N為8-12，且Nb/N在1.2-1.8之間。

進一步地，所述含Nb非調制鋼的碳當量Ceq在1.10-1.20之間，其中碳當量Ceq＝C+Si/6+Mn/5+Cr/4+Ni/15+Cu/15+1.5V+2.0Nb。

本發明還提供一種涉及以上含Nb非調制鋼的制備方法，包括以下生產步驟：轉爐冶煉、LF精煉、連鑄、軋制。

其中，所述連鑄過程中，二冷水比水量控制在0.34±0.02L/kg，且冷卻水采用四段式控制。

進一步地，冷卻水四段式控制中，第一段、第二段采取快冷，第三段、第四段采取弱冷，前兩段的冷卻水總流量大于后兩段的冷卻水總流量；

優選地，前兩段的冷卻水總流量占二冷卻水總流量的70％±5％，后兩段的冷卻水總流量占二冷卻水總流量的30％±5％；

更優選地，第四段的冷卻水流量占二冷卻水總流量的比例≤10％。

進一步地，控制結晶器冷卻水強度為2600±80L/min。