一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法
【专利摘要】本发明属于冶炼【技术领域】，具体涉及一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法。一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的钢板中各组分的含量如下：碳：0.21-0.30%；硅：0.15-0.50%；锰：1.30-1.90%；钛：0.020-0.040%；铜≤0.25%；磷≤0.015%；硫≤0.010%；硼：0.0008-0.0025%，余量为铁和不可避免的杂质。采用本发明生产的装载机主刃板、推土机、平地机铲刃用高耐磨钢达到了优异的硬度和强韧性匹配，韧脆性转变温度在-20℃以下。组织中的硬相含量可达到98%，布氏硬度430-490HBW；钢板的抗拉强度范围在1380-1490MPa，通过回火处理，消除了组织内应力，提高了塑性指标，延伸率能达到12%。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，实施效果显著。
【专利说明】一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶炼【技术领域】，具体涉及一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法。
[0002]【背景技术】
传统的高锰耐磨钢，锰含量达13%以上，碳含量0.70-1.0%，需要两次淬火热处理，水韧处理工艺复杂,时间长,成本高；高锰钢冶炼加入锰合金量过大,需要电弧炉冶炼,浇注偏析严重，轧制过程困难，基本不适宜轧制生产，多以电炉铸钢形式生产。装载机主刃板、平地机铲刃多数使用铸造件，价格高，外表质量粗糙，没有强烈碰撞缺少形成马氏体转变条件，使用寿命不高。碳锰含量偏高，无法实施良好的焊接；低温韧性差，不适宜寒冷地区使用；成本较高，不利于节能环保。
【发明内容】
[0003]为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，采用该方法制得的钢板，其成本低，质量精细，使用寿命长。
[0004]本发明是针对装载机主刃板和平地机铲刃技术缺陷，改进了常规高锰钢技术的不足，设计降低锰含量和碳含量，适宜转炉快速冶炼，提供一种用含锰钛硼轧制钢板，淬火回火技术改善钢硬度及强韧性的方法，获得硬相马氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易于焊接，成本低廉，实现转炉连铸工艺控制。
[0005]本发明是通过下述的技术方案来实现的:
一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，钢板中各组分的含量如下:碳:0.21-0.30% ；硅:0.15-0.50% ；锰:1.30-1.90% ；钛:0.020-0.040% ;铜≤ 0.25% ；磷(0.015% ;硫≤0.010% ;硼:0.0008-0.0025%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0006]一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，包括下述的步骤:
(1)LF炉外精炼:加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；
(2)VD/RH真空脱气:真空200Pa以下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；
(3)板坯加热:均热温度范围1100-1150°C，均热时间范围2.5-4.0小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。
[0007](4)粗轧:开轧温度1050-1100°C，单道次压下率大于20%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。
[0008](5)精轧:开轧温度范围920-9701:，单道次压下率大于15%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。
[0009](6)淬火:温度880_960°C，冷却速度范围15_35°C /s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织。
[0010](7)钢板回火:温度220~280°C，保温时间控制2h。
[0011]优选的，上述的钢板布氏硬度440-490HBW ;淬火冷却速度大于15°C /s。
[0012]钢板的低温回火温度220_280°C。[0013]钢板的低温回火温度为260°C。
[0014]淬火步骤中，加热温度为900°C。
[0015]淬火步骤中，冷却速度范围20°C /S。
[0016]板坯加热步骤中，均热时间为3小时。
[0017]本发明的有益效果在于，采用本发明生产的装载机主刃板、推土机、平地机铲刃用高耐磨钢达到了优异的硬度和强韧性匹配，韧脆性转变温度在-20°C以下。组织中的硬相含量可达到98%，布氏硬度430-490HBW ;钢板的抗拉强度范围在1380_1490MPa，通过回火处理，消除了组织内应力，提高了塑性指标，延伸率能达到12%。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，实施效果显著。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
[0019]实施例1 板还熔炼成份为:
C:0.29%, Si:0.35%, Mn:1.42%, P:0.013%, S:0.001%, Al:0.033%, Cu:0.11%, Ti:
0.023%，B:0.0013%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0020]板坯均热温度(°C):1120 ;均热时间(小时):3.5 ;粗轧温度(°C ): 1090 ;粗轧单道次压下率(％):大于21 ;精轧 温度(°C ):960 ;精轧单道次压下率(％):大于15 ;淬火加热温度(0C ) 920 ;冷却速度(°C /s):23 ;回火温度(°C):250 ;回火时间(min):120。
[0021]钢板力学性能:
规格:钢板厚度32mm ;布氏硬度479HBW ;屈服强度(MPa): 1390 ;抗拉强度(MPa): 1490 ；断后伸长率(％):10.0 ;冷弯:合格；V型纵向冲击功(_20°C): 37J、35J、36J;
实施例2
C:0.29%, Si:0.35%, Mn:1.42%, P:0.013%, S:0.001%, Al:0.033%, Cu:0.11%, Ti:
0.023%，B:0.0013%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0022]板坯均热温度(°C):1150 ;均热时间(小时):2.8 ;粗轧温度(°C):1130 ;粗轧单道次压下率(％):大于20 ;精轧温度(°C):960 ;精轧单道次压下率(％):大于15 ;加热温度(°C)920 ;冷却速度(°C /s):22 ;回火温度(°C):240 ;回火时间(min):120。
[0023]钢板力学性能:
规格:钢板厚度28mm ;布氏硬度472HBW ;屈服强度(MPa): 1390 ;抗拉强度(MPa): 1480 ；断后伸长率(％):10 ;冷弯:合格；V型纵向冲击功(_20°C): 34J、34J、35J。
[0024]实施例3 板还熔炼成份为:
C:0.24%, Si:0.32%, Mn:1.67%, P:0.014%, S:0.002%, A1:0.030%, Cu:0.13%, Ti:
0.025%，B:0.0017%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0025]板坯均热温度(°C):1128 ;均热时间(小时):3.7 ;粗轧温度(°C):1100 ;粗轧单道次压下率(％):大于20 ;精轧温度(°C ):970 ;精轧单道次压下率(％):大于15 ;淬火加热温度(0C ) 932 ;冷却速度(°C /s):22 ;回火温度(°C):280 ;回火时间(min):120。[0026]钢板力学性能:
规格:钢板厚度40mm ;布氏硬度467HBW ;屈服强度(MPa): 1340 ;抗拉强度(MPa): 1450 ；断后伸长率(％):10.8 ;冷弯:合格；V型纵向冲击功(_20°C): 42J、45J、46J;
实施例4
板还熔炼成份为:
C:0.29%, Si:0.38%, Mn:1.49%, P:0.019%, S:0.003%, Al:0.030%, Cu: 0.16%, Ti:0.022%，B:0.0015%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0027]板坯均热温度(°C):1110 ;均热时间(小时):3.6 ;粗轧温度(°C):1095 ;粗轧单道次压下率(％):大于22 ;精轧温度(°C ):980 ;精轧单道次压下率(％):大于16 ;淬火加热温度(0C ) 940 ;冷却速度(°C /s):24 ;回火温度(°C):270 ;回火时间(min):120。
[0028]钢板力学性能:
规格:钢板厚度25mm ;布氏硬度476HBW ;屈服强度(MPa): 1375 ;抗拉强度(MPa): 1480 ；断后伸长率(％):10.5 ;冷弯:合格；V型纵向冲击功(_20°C): 39J、38J、39J ；
实施例5
板还熔炼成份为:
C:0.27%, Si:0.36%, Mn:1.67%, P:0.017%, S:0.003%, Al:0.029%, Cu:0.13%, Ti:0.022%，B:0.0019%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0029]板坯均热温度(°C):1130 ;均热时间(小时):3.8 ;粗轧温度(°C):1100 ;粗轧单道次压下率(％):大于22 ;精轧温度(°C ):980 ;精轧单道次压下率(％):大于16 ;淬火加热温度(0C ) 940 ;冷却速度(°C /s):25 ;回火温度(°C):270 ;回火时间(min):120。
[0030]钢板力学性能:
规格:钢板厚度20mm ;布氏硬度477HBW ;屈服强度(MPa): 1385 ;抗拉强度(MPa): 1480 ；断后伸长率(％):10.9 ;冷弯:合格；V型纵向冲击功(_20°C): 42J、44J、46J;
实施例6
成分:C:0.27%, Si:0.36%, Mn:1.67%, P:0.017%, S:0.003%, Al:0.029%, Cu:0.13%,Ti:0.022%，B:0.0019%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0031]板坯均热温度(°C):1120 ;均热时间(小时):3.6 ;粗轧温度(°C):1090 ;粗轧单道次压下率(％):大于21 ;精轧温度(°C ):970 ;精轧单道次压下率(％):大于16 ;淬火加热温度(0C ) 930 ;冷却速度(°C /s):20 ;回火温度(°C):270 ;回火时间(min):120。
[0032]钢板力学性能:
规格:钢板厚度18mm ;布氏硬度479HBW ;屈服强度(MPa): 1390 ;抗拉强度(MPa): 1485 ；断后伸长率(％):10.7 ;冷弯:合格；V型纵向冲击功(_20°C): 45J、47J、47J。
【权利要求】
1.一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的钢板中各组分的含量如下:碳:0.21-0.30% ;硅:0.15-0.50% ;猛:1.30-1.90% ;钛:0.020-0.040% ;铜≤0.25% ;磷≤0.015% ;硫≤0.010% ;硼:0.0008-0.0025%，余量为铁和不可避免的杂质。
2.一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，该方法包括下述的步骤: (1)LF炉外精炼:加热时间10-20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量； (2)VD/RH真空脱气:真空200Pa以下处理10-30分钟，喂线后氩气软吹6_20分钟； (3)板坯加热:均热温度范围1100-1150°C，均热时间2.5-4.0小时，获得细小而均匀的奥氏体晶粒； (4)粗轧:开轧温度1050-1100°C，单道次压下率大于20%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒; (5)精轧:开轧温度范围920-970°C，单道次压下率大于15%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带； (6)淬火:温度880-960°C，冷却速度15-35°C/s，形成高密度亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织； (7)钢板回火:温度220~300°C，保温时间控制2h。
3.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的钢板布氏硬度440-490HBW ;淬火冷却速度大于15°C /s。
4..根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述钢板的回火温度220-280°C。
5.根据权利要求4所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述钢板回火温度为260°C。
6.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的淬火步骤中，加热温度为900°C。
7.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的淬火步骤中，冷却速度范围20°C /s。
8.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的板坯加热步骤中，均热时间为3小时。
【文档编号】C22C38/16GK103484769SQ201310469229
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】冯勇, 孙卫华, 刘晓东, 孙风晓, 王宪德, 张磊, 王南辉, 贾慧领, 贾希光, 史金柱, 谢晖, 毕玉顺, 宋雷明 申请人:济钢集团有限公司