专利名称：一种超高强钢板的生产方法
技术领域：
本发明属于炼钢技术，是一种超高强钢板的生产方法。
背景技术：
超高强度钢是指其抗拉强度在IOOOMPa以上，接近或超过2000MPa，总伸长率〉10 %，且价格较廉的结构钢。传统的淬火-回火工艺不能满足高强度钢兼具一定韧性和廉价的要求。目前，一般高强钢基本上都是通过添加合金元素来使钢种性能达标，这样得到的高强钢成本较高，不利于节能降耗。为了降低生产成本，增加经济效益，必须不断对新工艺、新技术进行试验研究。珠光体(非形变态)和贝氏体组织较难使钢的抗拉强度高达2000MPa，马氏体组织当可胜任。为兼具一定韧性，应使钢的组织呈位错条状马氏体组织。半世纪以前已认识到淬火钢中的残余奥氏体能改善钢的塑性和韧性，如条状马氏体被几纳米厚的残余奥氏体 所包围，增加了韧性；利用奥氏体的热稳定化现象，提出工具钢无变形淬火和高速钢工件无变形回火热处理工艺。实验证明，氢脆裂纹受阻于fee奥氏体，经300 1回火含1.3 % Si的300M钢(残余奥氏体约3 %)对比4340钢(残奥〈2 %)，同样析出ε碳化物，但应力腐蚀速率慢一个数量级。徐祖耀曾初步阐述低碳钢中残余奥氏体的重要作用。利用Thomas等电镜实验结果，徐祖耀计算证明低碳钢淬火时碳由马氏体扩散至残余奥氏体。Speer等提出钢的Q+P热处理工艺，即淬火(Q)至Ms Mf间后，经一定温度保温，使碳自马氏体分配(partition)至奥氏体，使一定量的奥氏体稳定至室温以保证韧性。为阻碍Fe3C的析出，他们所设计的Q+P钢中含有1% 2 %Si。徐祖耀在Speer等Q+P工艺基础上，弓丨入沉淀硬化机制，初步提出Q+P+T工艺，即在钢中添加碳化合物形成元素，淬火后经碳分配外，并使马氏体内析出弥散复杂碳化物，获得较高强度及韧性配合。
研究表明，残余奥氏体能有效提高材料的塑性和韧性，为在淬火钢内得到一定量的稳定残留奥氏体，提出热处理时采用淬火(Quenching)-碳分配(Partitioning)-回火(Tempering)工艺,简称Q-P-T工艺，即钢板淬火到一定温度后保温一定时间,碳自马氏体分配至残留奥氏体，然后在一定温度回火合适的时间后，使其析出复杂碳化物，以增加强化作用。对O. 2%C-Mn-Ti-B进行了类似Q-P-T工艺的热模拟试验，并对热模拟后的试样进行了组织观察，得到的组织基本上是板条马氏体组织及一定量的残余奥氏体。采用Q-P-T工艺对O. 2%C-Mn-Ti-B进行了试验研究，然后在各母板上切取两个拉伸试样、两组冲击试样、一个金相试样和一个硬度试样，得到的性能如表I。从表中可看出，不仅强度比原来有所提高，而且冲击、延伸率、硬度等比试验前都有所提高。表I采用Q-P-T工艺对O. 2%C-Mn-Ti-B进行试验的性能检测结果
权利要求
1.一种超高强钢板的生产方法，工艺路线为转炉炼钢一炉外精炼一连铸一加热一轧制—加速冷却一热处理，其特征在于 钢的化学质量百分组成为=0. 24 O. 26, Si-L 15 I. 25,Mn=L 45 I. 50，P彡O. 015，S 彡 O. 010，Al=O. 03 O. 06，Nb=O. 02 O. 03，V= O. 055 O. 065，Ti=O. 035 O. 050，Ni=O. 25 O. 035, Mo =0. 55 O. 65, B=O. 0017 O. 002 ； 其工艺步骤为 a.转炉炼钢铁水预处理后铁水硫含量SS0.010%，温度彡1250°C，铁水入转炉前必须将渣扒干净；转炉终点控制C-T协调出钢，P彡O. 012%, S彡O. 015% ;挡渣出钢，渣厚(50mm,出钢时间Γ7π η，出钢1/5加入合金，出钢2/5加完合金；出钢后打入Al线脱氧不少于250m ； b.精炼LF炉精炼对钢液进行造白渣和脱氧操作，精炼后期根据LF炉钢液试样成份补加V-Fe、Nb-Fe, Ti-Fe合金进行成分微调；出站前喂入适量的Si-Ca线，吹Ar5min后加入B-Fe, B-Fe的加入量按照O. 018 O. 020控制；VD抽取真空开始后的前5min内，将钢包底部Ar搅拌气体流量降低至零；抽取真空开始3min后，快速提高真空度至O. 5tor以下保真空循环脱气15min以上； c.连铸液相线1499°C，中包过热度控制5 15°C，连铸拉速采用中板铸坯生产典拉速执行，生产连铸坯厚度300mm，全程实行保护浇铸；加热温度1240 1260°C，出炉板坯心部温度大于1150°C，加热速度9 llmin/cm，总在炉时间大于5h ； e.轧制粗轧采用高温、大压下、慢速轧制技术，压下规程编制选用最大道次压下量，最大道次压下率达15%以上，开轧温度1040 1070°C，终轧温度940 980°C;精轧累计压下率大于60%，最后三道次压下率大于12%，开轧温度890 910°C，终轧温度850 870°C; f.轧后冷却轧后ACC强冷，开冷温度820 850°C，冷却至510 550°C空冷，冷却速度 4 19。。/S ； g.热处理淬火温度920 940°C,在炉时间按I.4 I. 5min/mmX板厚min计算,淬火机速度27 45m/min,钢板淬火后温度230 280°C,淬火后快速送入回火炉进行碳分配； 碳分配温度150 200°C,在炉时间按O. 8min/mmX板厚min计算，出炉后空冷。
全文摘要
一种超高强钢板的生产方法，工艺路线为转炉炼钢→炉外精炼→连铸→加热→轧制→加速冷却→热处理钢的化学质量百分组成为=0.24～0.26，Si-1.15～1.25，Mn=1.45～1.50，P≤0.015，S≤0.010，Al=0.03～0.06，Nb=0.02～0.03，V=0.055～0.065，Ti=0.035～0.050，Ni=0.25～0.035，Mo=0.55～0.65，B=0.0017～0.002；本发明简洁的钢种成分设计，降低了钢板的生产成本；采用纯净钢水生产高质量的连铸坯；低温长时间加热板坯获得晶粒细小、成分均匀的奥氏体晶粒；粗轧高温大压下、慢速轧制充分细化铸坯中心组织，精轧累计压下率保证奥氏体有足够的变形带，加速冷却后转变组织晶粒细小、均匀；Q工艺保证钢板淬火后为马氏体及足够的残余奥氏体，P处理后保证残余奥氏体的稳定，提高了钢板的塑性及韧性。
文档编号C21D8/02GK102912231SQ20121042994
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者杨云清, 曹志强, 陈卫金, 杨俊 , 雷辉, 张青学, 刘吉文, 罗登 申请人:湖南华菱湘潭钢铁有限公司