[發(fā)明專(zhuān)利]一種低成本低合金超高強(qiáng)鋼棒材及其生產(chǎn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211529428.6
• 申請(qǐng)日: 2022-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116219262A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣琪;陳文雄;王洪利;林發(fā)駒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都先進(jìn)金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C33/06
• 分類(lèi)號(hào): C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/48;C21C7/06;C21C7/00;C21C7/10;B22D11/00;C21D1/26;C21D6/00;C21D9/00
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖

本發(fā)明公開(kāi)一種低成本低合金超高強(qiáng)鋼棒材的生產(chǎn)方法,通過(guò)對(duì)合金原料進(jìn)行熔煉，得到低碳和低硫含量的鋼水；將鋼水進(jìn)行精煉，并在精練過(guò)程中進(jìn)行脫氧處理和合金成分調(diào)節(jié)；對(duì)調(diào)節(jié)完成分的鋼液進(jìn)行真空脫氣處理；對(duì)真空脫氣處理后的鋼液進(jìn)行連鑄，形成棒材；對(duì)棒材進(jìn)行退火處理和表面打磨處理；對(duì)打磨后的棒材進(jìn)行真空自耗熔煉；對(duì)真空自耗熔煉后的棒材進(jìn)行熱處理，得到低合金超高強(qiáng)鋼棒材。通過(guò)以上方式，本發(fā)明在無(wú)需額外設(shè)備投入的前提下，實(shí)現(xiàn)了連鑄生產(chǎn)不含高成本合金元素、高抗拉強(qiáng)度、高沖擊強(qiáng)度和極佳斷裂韌性的低合金超高強(qiáng)度的鋼成品，大幅降低了現(xiàn)有低合金超高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本低合金超高強(qiáng)鋼棒材及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

超高強(qiáng)度鋼因其力學(xué)性能優(yōu)良，在具備超高強(qiáng)度的同時(shí)還具有絕佳的韌性，一直以來(lái)在國(guó)防和民用中具有十分廣闊的用途。早在20世紀(jì)40年代起，美國(guó)為了能夠節(jié)省部隊(duì)開(kāi)支率先開(kāi)始研發(fā)超高強(qiáng)鋼以代替普通鋼。超高強(qiáng)度鋼除了強(qiáng)度高，韌性佳以外，根據(jù)其不同的使用環(huán)境還具備著不同的特殊性能，如較高疲勞抗力和良好的焊接性能等。按照化學(xué)成分和組織性能不同，一般將超高強(qiáng)度鋼劃分為三大類(lèi)：低合金超高強(qiáng)度鋼、中高合金二次硬化超高強(qiáng)度鋼和超低碳馬氏體時(shí)效超高強(qiáng)度鋼。目前由于中高合金二次硬化超高強(qiáng)度鋼中含有大量鈷鎳等十分昂貴的合金元素，所以導(dǎo)致盡管其力學(xué)性能優(yōu)異同時(shí)還具備高的耐蝕性，但是其成本高昂，一般僅用在戰(zhàn)斗機(jī)起落架等高端零部件中。而超低碳馬氏體時(shí)效超高強(qiáng)度鋼為確保馬氏體強(qiáng)度，所以添加了相當(dāng)多的鈷和鎳元素，鈷鎳元素作為全球范圍內(nèi)嚴(yán)重短缺的金屬元素，使得該鋼種的成本大幅上升，限制了其應(yīng)用場(chǎng)景。低合金超高強(qiáng)度鋼在兼顧成本的同時(shí)還具備極佳的強(qiáng)韌性匹配，現(xiàn)有的低合金超高強(qiáng)度鋼普遍采用特種冶煉的方式，雖產(chǎn)品性能較好，但成本高、工藝流程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低下；且其在合金成分設(shè)計(jì)上往往需參入成本較高的金屬元素，或是需要考慮不同的應(yīng)用場(chǎng)景，因此應(yīng)用效果有限。

因此，針對(duì)現(xiàn)有低合金超高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)中的諸多不足，需要提供一種改進(jìn)合金成分的、更高效低成本地生產(chǎn)高性能低合金超高強(qiáng)度鋼的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過(guò)設(shè)計(jì)合適的合金成分和冶煉工藝，實(shí)現(xiàn)高效地連鑄生產(chǎn)低成本、高抗拉強(qiáng)度、高沖擊強(qiáng)度和極佳斷裂韌性的低合金超高強(qiáng)度鋼成品。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種低成本低合金超高強(qiáng)鋼棒材的生產(chǎn)方法，所述方法包括：

對(duì)合金原料進(jìn)行熔煉，得到低碳和低硫含量的鋼水；

將所述鋼水進(jìn)行精煉，并在精練過(guò)程中進(jìn)行脫氧處理和合金成分調(diào)節(jié)；

對(duì)調(diào)節(jié)完成分的鋼液進(jìn)行真空脫氣處理；

對(duì)真空脫氣處理后的鋼液進(jìn)行連鑄，形成棒材；

對(duì)所述棒材進(jìn)行退火處理和表面打磨處理；

對(duì)打磨后的棒材進(jìn)行真空自耗熔煉；

對(duì)真空自耗熔煉后的棒材進(jìn)行熱處理，得到低合金超高強(qiáng)鋼棒材。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，調(diào)節(jié)所述鋼液的成分為C：0.30％～0.35％，Si：0.90％～1.10％，Mn：0.30％～0.50％，Ni：0.70％～1.00％，Cr：2.80％～3.00％，Nb+Ta≤0.1％，余量為Fe和雜質(zhì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述低碳和低硫含量的鋼水中：P：≤0.020％，S：≤0.005％。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述對(duì)合金原料進(jìn)行熔煉，得到低碳和低硫含量的鋼水包括：

向熔化后溫度為1580℃以上的鋼水中進(jìn)行吹氧，并充分混合。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述脫氧處理包括：