一种结构钢的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种结构钢制造方法，通过控轧控冷工艺，利用形变与相变之间的均衡关系，在增加相变形核点的同时利用相变孕育期期间，铁素体中的碳及硼向奥氏体中扩散，从而缩短相变进行周期，该含硼结构钢的化学成分按重量百分比计为，C：0.08～0.20%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.80～1.50%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，B：0.0008～0.0030%，余量为Fe及不可避免的杂质；本发明得到加硼的结构钢组织均匀，晶粒细小，强韧性良好。
【专利说明】一种结构钢的制造方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于钢铁材料制造领域，具体地说是一种结构钢的制造方法。
【背景技术】
[0003]在合金结构钢中，为了降低生产成本，普遍地降低了贵重合金元素N1、Cr、Mo等的含量，而适当的加入某些特殊合金元素。硼钢的发展就是在这样的要求下广泛地应用起来的。当钢中加入0.0005~0.0050%硼后，钢的淬透性大大提高，并改善了热处理后的机械性能，因而微量的硼就可以代替大量的合金元素(例如N1、Cr、Mo等)，所以在苏联把“硼”誉为“钢中的维生素”。
[0004]硼钢中加入微量的硼不仅降低奥氏体连续冷却时铁素体的形成速度，延长铁素体的析出时间，同时Mn与B相结合，使高温转变孕育期明显长于中温转变。使铁素体“C”曲线右移，而对贝氏体“C”曲线影响较小，从而用较低的冷速或空冷就可以获得贝氏体。当在低合金结构钢Q345中加入硼元素后，用原有的方法生产Q345加硼钢，其组织与原有的Q345有较大的差别，主要表现为低温组织(马氏体与贝氏体)过多，这样造成了组织随板厚的增加，组织梯度明显。使得冲击性能不稳定，延伸率下降。影响Q345级钢的综合性能。因此原有的Q345生产方法已经不能满足要求，需要根据加硼钢的特点制定新的生产工艺。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种结构钢的制造方法。该方法通过控轧控冷工艺获得具有优异组织性能的含硼钢。且本发明工艺简单、耗能少、成本低。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种结构钢制造方法，其特征在于该方法通过控轧控冷工艺，利用形变与相变之间的均衡关系，在增加相变形核点的同时利用相变孕育期期间，铁素体中的碳及硼向奥氏体中扩散，从而缩短相变进行周期，该结构钢的化学成分按重量百分比计为，C:0.08~0.20%,Si:0.10 ~0.30%, Mn:0.80 ~1.50%, P:≤ 0.010%, S:≤ 0.010%, B:0.0008 ~0.0030%,余量为Fe及不可避免的杂质；具体要求如下:
(1)加热:加热到温度1200~1225°C，进行充分的奥氏体化和奥氏体再结晶；
(2)进行控制轧制:第一阶段变形，变形温度1000~1100°C;第二阶段变形，变形温度850~90(TC ;第三阶段变形，变形温度设定在Ar3温度附近变形；
(3)轧后冷却工艺:冷却速度5~10°C/s ;终冷温度600~660°C。
[0007]本发明加热时，奥氏体化温度过高，再结晶后的奥氏体因B的作用，会进一步快速长大；温度过低，由于B、N化物的作用，对奥氏体再结晶有推迟作用，奥氏体再结晶不完全。
[0008]本发明得到加硼的Q345钢主要组织为铁素体与贝氏体和少量的珠光体。组织均匀，晶粒细小。其中铁素体为等轴状，贝氏体片层细小。[0009]本发明采用的轧制工艺和冷却工艺简单，对轧机能力要求小，用于工业生产简单易行。利用价格低廉的硼，从而生产优异性能的钢种。并由此来掌握高强度级别钢中添加硼后，相变规律与组织性能控制。
[0010]本发明一方面增加了相变形核点，另一方面，又充分利用相变孕育期期间，铁素体中的碳及硼向奥氏体中扩散，从而促进钢中缩短相变进行周期。随后，进行终冷温度的控制，控制组织形态，得到了具有良好比例关系的铁素体与贝氏体的关系，一方面提高了强度，另一方面改善了材料的韧性，突破了含硼钢的强韧性能匹配的难点。
[0011]本发明工艺简单、耗能少、成本低。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
一种本发明所述的结构钢制造方法，所用材料的化学成分见表1。
[0013]将试样加热到1200°C，保温5 min完全奥氏体化以后，以5°C /s的冷却速率，分别冷却到1000°C、85(TC、78(rC道次变形温度保温1Os后进行名义应变量40%、33.3%、50%，单道次压缩实验，所有变形道次的应变速率为Is—1。随后进行5°C /s控制冷却方法进行冷却到 600°C，最后置于空气中冷却。所获得的组织由大量多边形铁素体、粒状贝氏体组成，晶粒尺寸较小，有少量珠光体分布在多边形铁素体上。
[0014]
表1实施例含硼结构钢Q345的化学成分(质量分数，%)
【权利要求】
1.一种结构钢制造方法，其特征在于该方法通过控轧控冷工艺，利用形变与相变之间的均衡关系，在增加相变形核点的同时利用相变孕育期期间，铁素体中的碳及硼向奥氏体中扩散，从而缩短相变进行周期，该结构钢的化学成分按重量百分比计为，C:0.08~`0.20%, Si:0.10 ~0.30%, Mn:0.80 ~1.50%, P: ^ 0.010%, S: ^ 0.010%, B:0.0008 ~`0.0030%，余量为Fe及不可避免的杂质；具体要求如下: (1)加热:加热到温度1200~1225°C，进行充分的奥氏体化和奥氏体再结晶； (2)进行控制轧制:第一阶段变形，变形温度1000~1100°C;第二阶段变形，变形温度850~90(TC ;第三阶段变形，变形温度设定在Ar3温度附近变形； (3)轧后冷却工艺:冷却速度5~10°C/s ;终冷温度600~660°C。
【文档编号】C22C38/04GK103774038SQ201210412727
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2012年10月25日
【发明者】吴雪 申请人:吴雪