一种采用低合金钢制作超低温钢的方法
【专利摘要】本发明涉及一种采用低合金钢制作超低温钢的方法，设定低合金钢的化学成分及质量百分比含量如下：C为0.19～0.21、Si为0.20～0.38、Mn为1.7～2、Al≤0.01、Cu≤0.005、S≤0.015、P≤0.015、RE为0.1～0.3、Pb≤0.0015、Sn≤0.001。对上述低合金钢进行熔炼，以减少低熔点化合物及脆性物质，在熔炼的氧化期，脱碳量不低于0.5%，不能出现过氧化造成后期增碳，当钢水含磷量不大于0.02%时才可进入还原期；在熔炼的还原期，造白渣脱硫，硫小于0.025%时，进行出钢浇铸。熔炼时低合金钢将S、P、特别是P控制到最低限度，减少低熔点化合物及脆性物质；从而提高低温冲击功。
【专利说明】
一种采用低合金钢制作超低温钢的方法
技术领域
[0001]本发明属于机械制造铸造技术领域，涉及一种采用低合金钢制作超低温钢的方法。
【背景技术】
[0002]现在通用低温钢的种类及其化学成分是:钢号ZG16Mn的化学成分％ C:0.12?0.2、Si:0.20 ?0.50^Mn:1.2 ?1.6、S 彡 0.045、P 彡 0.04 ;钢号 ZG09Mo2V 化学成分 ％ C:彡 0.12、Si:0.20 ?0.50、Mn:1.4 ?1.8、R:0.02 ?0.03、V:0.02 ?0.08、S 彡 0.04、P 彡 0.04 ;钢号 ZG06MnNb 化学成分％ C:彡 0.07、Si0.17 ?0.37^Mn:1.6 ?1.8、Nb:0.03 ?0.04、V:0.02 ?0.08、S 彡 0.03、P 彡 0.03 ;钢号 ZG06AlNbCuN 化学成分 ％ C:彡 0.08、Si 彡 0.35^Mn:0.8 ?1.28、Α10.04 ?0.15^Cu0.3 ?0.4^N0.01 ?0.015、Nb0.04 ?0.08、S 彡 0.035、P 彡 0.02。
[0003]目前我国的低温用铸造低合金钢性能是:钢号ZG16Mn热处理规范900 °C正火600°C回火，V型缺口冲击功J (-40°C) 12，使用温度。C为-40°C ;钢号ZG09Mo2V热处理规范930 °C正火670 °C回火，V型缺口冲击功J (_70°0 24，使用温度°(:为-701€ ;钢号ZG06MnNb热处理规范930°C正火，V型缺口冲击功J (-70°C) 18.5，使用温度。C为-90°C ；钢号 ZG06AlNbCuN 热处理规范 9300.02 ?0.08、S ( 0.03、P ( 0.03 ;钢号 ZG06AlNbCuN 化学成分 ％ C:彡 0.08、Si 彡 0.35、Mn:0.8 ?1.28、A10.04 ?0.15、Cu0.3 ?0.4、N0.01 ?0.015、Nb0.04 ?0.08、S 彡 0.035、P 彡 0.02。
[0004]目前我国的低温用铸造低合金钢性能是:钢号ZG16Mn热处理规范900°C正火600°C回火，V型缺口冲击功J (_40°C)12，使用温度。C为_40°C;钢号ZG09Mo2V热处理规范930°C正火670°C回火，V型缺口冲击功J (-70°C) 24，使用温度。C为-70°C ;钢号ZG06MnNb热处理规范930 °C正火，V型缺口冲击功J (-70 °C) 18.5，使用温度。C为-90 °C ;钢号ZG06AlNbCuN 热处理规范 9300.015、P ( 0.015、RE 为 0.1 ?0.3、Pb ( 0.0015、Sn 彡 0.001。
[0005]一种采用低合金钢制作超低温钢的方法，其工艺步骤是:对上述超低温钢进行熔炼，以减少低熔点化合物及脆性物质，在熔炼的氧化期，脱碳量不低于0.4%，不能出现过氧化造成后期增碳，当钢水含磷量不大于0.01%时进入还原期；在熔炼的还原期，造白渣脱硫，硫小于0.015%时，进行出钢浇铸；在浇铸时，根据铸件的结构特点，制定铸造工艺，以得到铸件的晶粒细化。
[0006]进一步，在铸造时，冒口与热节截面积比例不低于2。
[0007]本发明的积极效果是:熔炼时低合金钢将S、P、特别是P控制到最低限度，减少低熔点化合物及脆性物质；还原期添加TES，以期凝固时增加单位晶核数量从而提高晶粒度等级；在设定低合金钢化学成分时，控制好Mn/C，已得到最佳的强度及韧性，从而提高低温冲击功。
【具体实施方式】
[0008]下面结合实施例对本发明作进一步说明:
一种采用低合金钢制作超低温钢的方法，在设定低合金钢化学成分时，以不增加贵重金属为前提，以得到铸件最佳的强度及韧性，从而提高低温冲击功，所设定的低合金钢化学成分如下:c 为 0.19 ?0.21、Si 为 0.20 ?0.38、Mn 为 1.7 ?2、Al 彡 0.01、Cu 彡 0.005、S 彡 0.015、P 彡 0.015、RE 为 0.1 ?0.3、Pb 彡 0.0015、Sn 彡 0.001。
[0009]工艺步骤是:其工艺步骤是:对上述超低温钢进行熔炼，以减少低熔点化合物及脆性物质，在熔炼的氧化期，脱碳量不低于0.4%，不能出现过氧化造成后期增碳，当钢水含磷量不大于0.01%时进入还原期；在熔炼的还原期，造白渣脱硫，硫小于0.015%时，进行出钢浇铸；在浇铸时，根据铸件的结构特点，制定铸造工艺，以得到铸件的晶粒细化，最好在铸造时，冒口与热节截面积比例不低于2。
[0010]熔炼时严格执行熔炼工艺，将S、P、特别是P控制到最低限度，减少低熔点化合物及脆性物质；还原期添加TES，以期凝固时增加单位晶核数量从而提高晶粒度等级。按化学成分的设定，控制好Mn/C，已得到最佳的强度及韧性，从而提高低温冲击功。根据铸件的结构特点，按工艺设计要点，制定不同的铸造工艺，已得到铸件的晶粒细化。
[0011]本发明与以往的低温钢铸件制作相比有下列优势:以往的低温钢铸造，如要达到-1OOtC时以下的性能要求，需要含Ni的高合金钢，原因是Ni能降低AC3点，细化晶粒；Ni的固溶软化作用，减少间隙杂质与位错的交互作用；增加1%的含Ni量，可降低脆性转变点20°C左右；由此增加含Ni量，能大幅度提高钢的低温冲击功。但Ni是贵重金属，靠增加含Ni量来提高钢的低温冲击功，会大幅度增加材料成本。
[0012]本发明采用低合金钢材料，在不增加含Ni量的前提下，通过改变熔炼工艺、铸造工艺，铸造出-100°C?_175°C之间的低温用铸钢件，大大降低了铸造成本。
[0013]本发明采用低合金钢材料，较含Ni的高合金钢相比，铸造的工艺性能得到改善，因此对铸件的结构限制性要求降低，扩大了铸件的适应性。
[0014]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种超低温钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比含量如下:c为0.19?0.21、Si 为 0.20 ?0.38、Mn 为 1.7 ?2、Al 彡 0.01、Cu 彡 0.005、S 彡 0.015、P 彡 0.015、RE 为0.1 ?0.3、Pb 彡 0.0015、Sn 彡 0.001。2.一种采用低合金钢制作超低温钢的方法，其特征在于，其工艺步骤是:对权利要求1中的钢进行熔炼，以减少低熔点化合物及脆性物质，在熔炼的氧化期，脱碳量不低于0.4%，不能出现过氧化造成后期增碳，当钢水含磷量不大于0.01%时进入还原期；在熔炼的还原期，造白渣脱硫，硫小于0.015%时，进行出钢浇铸；在浇铸时，根据铸件的结构特点，制定铸造工艺，以得到铸件的晶粒细化。3.如权利要求所述采用低合金钢制作超低温钢的方法，其特征在于:在铸造时，冒口与热节截面积比例不低于2。
【文档编号】C22C38/16GK105986201SQ201510049359
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月31日
【发明人】赵伟
【申请人】重庆展申机械厂