一种超高碳钢板材及其制造方法与流程

1.本技术涉及高碳工具钢生产技术领域，具体涉及一种超高碳钢板材及其制造方法。


背景技术：

2.超高碳钢是指碳含量为1.0～2.1％，渗碳体体积百分比为15～32％的普碳钢。超高碳钢板材具有优良的工艺性能和室温力学性能。对于综合性能良好的超高碳钢板材，其在作为耐磨材料、工模具、结构材料方面有着很大的发展空间和应用前景。
3.目前国内外超高碳素钢生产技术主要以传统厚板坯热连轧生产技术，生产过程存在钢水化学成分稳定性差，铸坯元素偏析严重、钢板表面脱碳层深、性能稳定性差、轧制薄规格难度大的问题，进而引起钢板退火或调质处理后钢板退火球化不完全或淬火硬度不均匀的问题。本技术提供了一种超高碳钢板材以及基于薄板坯连铸连轧(csp)工艺制造超高碳钢板材的方法。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种超高碳钢板材以及基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，所述超高碳钢板材可减少了夹杂物的数量和偏析，且具有较高的强度。
5.第一方面，本技术提供了一种超高碳钢板材，以质量百分比计，具有以下化学元素组成：
6.c：1.15％～1.5％，优选1.15％～1.25％；
7.si：0.1％～0.35％，优选0.1％～0.25％；
8.mn：0.1％～0.4％，优选0.3％～0.4％；
9.als：0.02～0.05％，优选0.02～0.03％；
10.p：0～0.03％，优选0～0.015％；
11.s：0～0.03％，优选0～0.004％；
12.余量为fe和不可避免的杂质元素。
13.本技术的技术方案中，通过对超高碳钢板材的化学元素组成进行优化，减少夹杂物数量以及元素偏析，特别是通过优化c、si、als的质量比，适当si、als的添加量抑制网状碳化物析出的同时，不需要额外添加碳化物稳定元素就能避免石墨化的发生，合适的c含量能保证得到具有较高强度的超高碳钢板材。
14.在本技术的一些实施例中，所述超高碳钢板材的脱碳层深度与所述超高碳钢板材的厚度的比值≤0.15％。
15.在本技术的一些实施例中，所述超高碳钢板材中b类夹杂物等级≤0.5；d类夹杂物等级≤1。
16.在本技术的一些实施例中，所述超高碳钢板材淬火后洛氏硬度差≤2.2。
17.在本技术的一些实施例中，所述超高碳钢板材的屈服强度r
el
≥850mpa；
18.可选的，所述超高碳钢板材的抗拉强度rm≥1250mpa；
19.可选的，所述超高碳钢板材的断后伸长率≥8％。
20.第二方面，本技术提供了一种基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，包括以下步骤：
21.s10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，钢水中以质量分数计，c含量＞0.3％，p含量＜0.01％；
22.s20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到第一方面任一实施例所述的化学元素组成的合金化钢水；
23.s30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯。
24.在本技术的技术方案中，基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材，并通过控制转炉冶炼得到的钢水中c含量＞0.3％，p元素＜0.01％，控制钢水氧化性，减少脱氧产物提高了钢水的洁净度，且能减少增碳剂的添加量，保证精炼处理得到具有第一方面实施例中化学元素组成的合金化钢水，从而显著降低超高碳钢板材中夹杂物的数量，进而得到具有较高强度的薄规格的超高碳钢板材。
25.在本技术的一些实施例中，所述步骤s30中，所述连铸处理中，连铸保护渣的黏度为0.012～0.13pa
·
s、熔化温度为710～850℃、碱度为0.8～1。
26.在本技术的一些实施例中，所述连铸保护渣具体包括：以质量分数计，12.5％～16.5％na2o，2％～4％li2o，8.5％～15.5％f-；
27.优选的，所述连铸保护渣具体包括：以质量分数计，14.5％～16％na2o，2％～3.5％li2o，12％～14％f-。
28.在本技术的一些实施例中，所述步骤s30中，所述连铸处理中，连铸二次冷却区的比水量为1.6～1.7l/(kg
·
min)。
29.在本技术的一些实施例中，所述制造方法还包括以下步骤：
30.s40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到超高碳钢板材。
附图说明
31.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
32.图1为实施例1中超高碳钢板材的金相组织图。
33.图2为实施例2中超高碳钢板材的金相组织图。
34.图3为实施例3中超高碳钢板材的金相组织图。
35.图4为对比例1中超高碳钢板材的金相组织图。
36.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
37.本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
38.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方案结合。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.申请人发现，目前国内外超高碳素钢生产技术主要以传统厚板坯热连轧生产技术，生产过程存在钢水化学成分稳定性差，铸坯元素偏析严重、钢板表面脱碳层深、性能稳定性差、轧制薄规格难度大的问题，进而引起钢板退火或调质处理后钢板退火球化不完全或淬火硬度不均匀的问题。
41.由此，申请人首次使用薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材，并对超高碳钢板材的化学组成进行优化，同时对制造方法的工艺参数进行优化，得到了具有良好性能的薄规格的超高碳钢板材。
42.第一方面，本技术提供了一种超高碳钢板材，以质量百分比计，具有以下化学元素组成：
43.c：1.15％～1.5％，优选1.15％～1.25％；
44.si：0.1％～0.35％，优选0.1％～0.25％；
45.mn：0.1％～0.4％，优选0.3％～0.4％；
46.als：0.02～0.05％，优选0.02～0.03％；
47.p：0～0.03％，优选0～0.015％；
48.s：0～0.03％，优选0～0.004％；
49.余量为fe和不可避免的杂质元素。
50.本技术的技术方案中，通过对超高碳钢板材的化学元素组成进行优化，减少夹杂物数量以及元素偏析，特别是通过优化c、si、als的质量比，适当si、als的添加量抑制网状碳化物析出的同时，不需要额外添加碳化物稳定元素就能避免石墨化的发生，合适的c含量能保证得到具有较高强度的超高碳钢板材。
51.以下对本技术技术方案中的化学组成及含量进行详细的说明。
52.c含量设定在1.15％～1.5％范围内：
53.碳(c)在钢中起到固溶强化作用，含量增加强度、硬度以及耐磨性随之提高，但过高易产生网状碳化物，导致塑韧性低，脆性高，超高碳钢板材的碳含量为1％～2.1％，在本技术的技术方案中，为了减少超高碳钢板材中的夹杂物以及化学成分的问题，同时兼顾钢的强度以及耐磨性，将c含量控制在1.15％～1.5％范围内，过低会导致强度无法满足要求，过高会导致塑韧性差难以加工。
54.在本技术的一些实施例中，还可以将c含量设定在1.15％～1.25％范围内。
55.si含量设定在0.1％～0.35％范围内：
56.硅(si)在超高碳钢板材中可以明显提高a1温度，抑制渗碳体粗化，扩大了超塑性
成形的温度范围，且能够有效抑制先共析网状碳化物析出，但是添加量过高易导致石墨化，在加工中易产生裂纹，由此将si含量控制在0.1％～0.35％，另外通过减少c含量以及添加als来减少网状碳化物析出，保证超高碳钢板材的塑性。
57.在本技术的一些实施例中，还可以将si含量设定在0.1％～0.25％范围内。
58.mn含量设定在0.1％～0.4％范围内：
59.锰(mn)在超高碳钢板材中主要是为了提高淬透性，并且能够有效抑制s等微量有害元素的影响，但是添加量过高会导致钢的组织结构粗大，由此将mn含量控制在0.1％～0.4％。
60.在本技术的一些实施例中，还可以将mn含量设定在0.3％～0.4％范围内。
61.als含量设定在0.02～0.05％范围内：
62.酸溶铝(als)作为铁素体形成元素，可以显著提高a1温度，扩大超高碳钢板材超塑性应用温度范围，als的添加能够显著细化珠光体片层间距，抑制网状碳化物析出并细化碳化物颗粒，且对碳化物球化有促进作用；另外，在超高碳钢板材的制造过程中起到脱氧的作用，从而抑制氧在钢中形成各种夹杂物，提高钢水的纯净度，但是als会促进石墨形成，由此将als含量控制在0.02～0.05％范围内。
63.在本技术的一些实施例中，还可以将als含量设定在0.02～0.03％范围内。
64.p、s含量控制在0.03％以下：
65.磷(p)和硫(s)是高强钢中的两种有害元素，p会造成钢的冷脆，降低钢的韧性及塑性，显著降低钢的低温冲击性能；s在钢中与锰形成mns夹杂，显著降低钢的冷加工能力，s还会消耗钢中ti元素，降低钢中有效ti含量；降低p和s的含量会增加冶金成本，所以一般将两种合金元素的含量控制在一定范围。因此在本技术的技术方案中，将p、s含量控制在0.03％以下，使p和s对高强钢性能的影响降到尽可能低的水平。
66.在本技术的一些实施例中，还可以将p含量控制在0.015％以下以及s含量控制在0.004％以下。
67.在本技术的一些实施例中，超高碳钢板材的脱碳层深度与超高碳钢板材的厚度的比值≤0.15％。
68.在上述一些实施例中，超高碳钢板材的脱碳层深度与超高碳钢板材的厚度的比值≤0.15％，脱碳层深度会降低超高碳钢板材的淬火硬度和耐磨性，同时会降低钢的疲劳强度，本技术得到超高碳钢板材的脱碳层深度较小，说明其具有较好的耐磨性以及疲劳强度。
69.在本技术的一些实施例中，超高碳钢板材中b类夹杂物等级≤0.5；d类夹杂物等级≤1。
70.在上述一些实施例中，b类夹杂物为氧化铝类夹杂物，d类夹杂物为球状氧化物夹杂物，其等级越高说明夹杂物的数量越多或尺寸越大，而夹杂物对超高碳钢板材的强度、塑性、韧性均会产生不利影响，本技术提供的超高碳钢板材中b类夹杂物等级≤0.5，d类夹杂物等级≤1，说明其中夹杂物的数量低以及尺寸小，由此对钢的性能影响较小。
71.在本技术的一些实施例中，超高碳钢板材淬火后洛氏硬度差≤2.2。
72.在上述一些实施例中，超高碳钢板材淬火后洛氏硬度差≤2.2，说明超高碳钢板材的组织性能均匀，其中化学元素未发生明显偏析，由此可知本技术提供的超高碳钢板材的性能稳定、组织性能均匀。
73.如图1～3所示，是本技术中实施例制备得到的超高碳钢板材的金相组织图，从图中可以看出，各实施例制备得到超高碳钢板材的组织性能均匀，夹杂物较少，由此可知本技术提供的超高碳钢板材的夹杂物含量低且性能稳定性高。
74.在本技术的一些实施例中，超高碳钢板材的屈服强度r
el
≥850mpa；
75.可选的，超高碳钢板材的抗拉强度rm≥1250mpa；
76.可选的，超高碳钢板材的断后伸长率≥8％。
77.在上述一些实施例中，对于本技术一些实施例提供的超高碳钢板材的力学性能进行了检测，其屈服强度超过850mpa，抗拉强度超过1250mpa，断后伸长率在8％以上，说明其具有较高的强度且一定的韧性，有利于超高碳钢板材的进一步加工利用。
78.在本技术的一些实施例中，超高碳钢板材的厚度为1.5～3mm。
79.第二方面，本技术提供了一种基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法，包括以下步骤：
80.s10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，钢水中以质量分数计，c含量＞0.3％，p含量＜0.01％；
81.s20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到第一方面任一实施例的化学元素组成的合金化钢水；
82.s30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯。
83.在本技术的技术方案中，基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材，并通过控制转炉冶炼得到的钢水中c含量＞0.3％，p元素＜0.01％，控制钢水氧化性，减少脱氧产物提高了钢水的洁净度，且能减少增碳剂的添加量，保证精炼处理得到具有第一方面实施例中化学元素组成的合金化钢水，从而显著降低超高碳钢板材中夹杂物的数量，进而得到具有较高强度的超高碳钢板材。
84.在本技术的技术方案中，为了保证钢水中c含量＞0.3％，p元素＜0.01％，转炉冶炼中，在供氧量80～85％时测温取样定碳(tsc)，根据tsc检测结果进行终点拉碳深脱磷操作。
85.在本技术的一些实施例中，步骤s10中，转炉冶炼中，终渣碱度为3～3.5。
86.在上述一些实施例中，由于采用留渣双渣法进行转炉冶炼，终渣较高的碱度有利于脱磷，从而减少脱碳过程中所需脱磷量，即将大部分磷元素在脱磷阶段中去除，防止钢水中c含量＞0.3％时，磷含量无法满足要求。
87.在本技术的一些实施例中，步骤s30中，连铸处理中，连铸保护渣的黏度为0.012～0.13pa
·
s、熔化温度为710～850℃、二元碱度为0.8～1。
88.在上述一些实施例中，一般而言，不同钢种对保护渣的要求取决于钢种的碳含量及合金元素，不同碳含量钢种所要求的保护渣性能有较大的区别，主要是润滑性能和传热性能要求不同。由于超高碳钢板材的液相线低，固液相线温度差别较大，而且钢水流动性好，溶质元素容易偏析，会降低凝固坯壳的有效厚度，在钢水静压力的作用下，较薄的坯壳紧贴结晶器壁，产生较大摩擦阻力，易产生黏结和黏结漏钢；同时由于高碳钢导热能力强，坯壳生长较快，而且相对均匀，不易出现裂纹和裂纹漏钢；综合考虑，本技术提供的超高碳钢板材所需连铸保护渣需要具有融化温度低、析晶温度低、玻璃态好、碱度相对低且具有良好润滑性的特点。由此，对于本技术提供的超高碳钢板材，使用黏度为0.012～0.13pa
·
s、
熔化温度为710～850℃、二元碱度为0.8～1的连铸保护渣，能够使保护渣熔化后具有优良的流动性，充分发挥坯壳与结晶器之间的润滑作用，防止黏结漏钢，保证连铸生产顺利进行。其中，二元碱度为连铸保护渣中氧化钙与二氧化硅的质量比。
89.在本技术的一些实施例中，连铸保护渣具体包括：以质量分数计，12.5％～16.5％na2o，2％～4％li2o，8.5％～15.5％f-；
90.优选的，连铸保护渣具体包括：以质量分数计，14.5％～16％na2o，2％～3.5％li2o，12％～14％f-。
91.在上述一些实施例中，通过控制连铸保护渣中部分成分的具体含量以得到融化温度低、析晶温度低、玻璃态好且具有良好润滑性的保护渣，其中相对现有技术中连铸保护渣，通过提高氧化钠、氧化锂以及氟离子的质量分数，来降低保护渣的熔化温度以及提高保护渣的润滑性，从而防止发生黏结漏钢、裂纹等问题。
92.在本技术的一些实施例中，连铸保护渣还包括：以质量分数计，16.2％～26％cao、18.9％～26％sio2。
93.在上述一些实施例中，氧化钙和二氧化硅为连铸保护渣的主要组成成分，通过调整两者之间的质量比可以调节连铸保护渣的二元碱度，以满足连铸要求。
94.在本技术的一些实施例中，步骤s30中，连铸处理中，钢水过热度为15～30℃。
95.在上述一些实施例中，根据铸坯等轴晶形成的机理，钢水过热度越低，柱状晶区比例越小，由于柱状晶具有明显的生长取向，柱状晶之间容易存在溶质元素的富集，引起偏析，因此钢水过热度不易过高，但同时过低的钢水过热度不利于连铸保护渣的融化，结合本技术提供的超高碳钢板材的元素组成以及实际生产过程，将钢水过热度控制在15～30℃。
96.在本技术的一些实施例中，步骤s30中，连铸处理中，连铸拉速为3.5～4m/s，液芯压下量为5～10mm。
97.在上述一些实施例中，若连铸拉速过高，则无法形成足够厚度的坯壳来支撑钢水静压力，而若连铸拉速过低，则会增加粘接漏钢的风险，结合本技术提供的超高碳钢板材的元素组成以及实际生产过程，将连铸拉速控制为3.5～4m/s，液芯压下量为5～10mm。
98.在本技术的一些实施例中，步骤s30中，连铸处理中，连铸二次冷却区的比水量为1.6～1.7l/(kg
·
min)。
99.在上述一些实施例中，由于本技术的超高碳钢板材高温强度低、裂纹敏感性大，因此为了避免铸坯边部出现裂纹，二次冷却应该偏弱控制，提高铸坯热塑性，且若二次冷却强度越大，铸坯表面温度越低，从而导致铸坯横截面上的温度梯度增加，有助于扩大柱状晶的比例，导致出现元素偏析，因此连铸二次冷却区的比水量不易过高；但若二次冷却强度过小，则可能导致凝固不完全，会造成铸坯鼓肚、漏钢等质量缺陷，由此结合本技术提供的超高碳钢板材的元素组成以及实际生产过程，将连铸二次冷却区的比水量控制为1.6～1.7l/(kg
·
min)。
100.在本技术的一些实施例中，制造方法还包括以下步骤：
101.s40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到超高碳钢板材。
102.在上述一些实施例中，需要对铸坯进行进一步处理得到超高碳钢板材以方便进一步利用，使用常规钢板加工方法即可得到具有良好性能的超高碳钢板材。
103.在本技术的一些实施例中，步骤s40中，加热过程中，入炉温度为850～900℃；
104.可选的，轧制过程中，终轧温度为880～910℃；
105.可选的，卷取过程中，卷取温度为650～680℃。
106.以下，通过实施例更详细地说明本技术的超高碳钢板材及其制造方法，但本技术的保护范围不限于这些实施例。
107.实施例1
108.基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法：
109.工艺流程为原料经过转炉冶炼、钢包炉精炼、连铸板坯、均热、高压水除鳞、热连轧、层流冷却、卷取得到超高碳钢板材。
110.s10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，终渣碱度为3.2，钢水中以质量分数计，c：0.32％，p：0.008％。
111.s20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到合金化钢水，其中合金化钢水中以质量分数计，c：1.23％，p：0.0095％，si：0.18％，mn：0.38％，s：0.003％，als：0.027％，其余为fe和不可避免的杂质。
112.s30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯，其中，连铸保护渣的黏度为0.1pa
·
s、熔化温度为810℃、二元碱度为0.95，连铸保护渣具体包括：以质量分数计，15.63％na2o，2.81％li2o，12.33％f-；钢水过热度为21℃；连铸二次冷却区的比水量为1.68l/(kg
·
min)；连铸拉速为3.9m/s，液芯压下量为5mm，铸坯厚度为65mm。
113.s40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到1.8mm厚的超高碳钢板材，其中，加热过程中，入炉温度为870℃；轧制过程中，终轧温度为890℃；卷取过程中，卷取温度为670℃。
114.实施例2
115.基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法：
116.工艺流程为原料经过转炉冶炼、钢包炉精炼、连铸板坯、均热、高压水除鳞、热连轧、层流冷却、卷取得到超高碳钢板材。
117.s10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，终渣碱度为3.1，钢水中以质量分数计，c：0.31％，p：0.007％。
118.s20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到合金化钢水，其中合金化钢水中以质量分数计，c：1.22％，p：0.01％，si：0.19％，mn：0.4％，s：0.002％，als：0.024％，其余为fe和不可避免的杂质。
119.s30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯，其中，连铸保护渣的黏度为0.09pa
·
s、熔化温度为815℃、二元碱度为0.9，连铸保护渣具体包括：以质量分数计，15.2％na2o，3.15％li2o，12.56％f-；钢水过热度为25℃；连铸二次冷却区的比水量为1.65l/(kg
·
min)；连铸拉速为3.8m/s，液芯压下量为10mm，铸坯厚度为60mm。
120.s40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到2mm厚的超高碳钢板材，其中，加热过程中，入炉温度为860℃；轧制过程中，终轧温度为885℃；卷取过程中，卷取温度为675℃。
121.实施例3
122.基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法：
123.工艺流程为原料经过转炉冶炼、钢包炉精炼、连铸板坯、均热、高压水除鳞、热连
轧、层流冷却、卷取得到超高碳钢板材。
124.s10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，终渣碱度为3.3，钢水中以质量分数计，c：0.34％，p：0.001％。
125.s20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到合金化钢水，其中合金化钢水中以质量分数计，c：1.2％，p：0.011％，si：0.23％，mn：0.37％，s：0.0025％，als：0.03％，其余为fe和不可避免的杂质。
126.s30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯，其中，连铸保护渣的黏度为0.11pa
·
s、熔化温度为800℃、二元碱度为0.92，连铸保护渣具体包括：以质量分数计，14.71％na2o，3.32％li2o，12.83％f-；钢水过热度为18℃；连铸二次冷却区的比水量为1.67l/(kg
·
min)；连铸拉速为3.8m/s，液芯压下量为10mm，铸坯厚度为60mm。
127.s40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到2.5mm厚的超高碳钢板材，其中，加热过程中，入炉温度为855℃；轧制过程中，终轧温度为880℃；卷取过程中，卷取温度为665℃。
128.对比例1
129.基于薄板坯连铸连轧工艺制造超高碳钢板材的方法：
130.工艺流程为原料经过转炉冶炼、钢包炉精炼、连铸板坯、均热、高压水除鳞、热连轧、层流冷却、卷取得到超高碳钢板材。
131.s10：对原料使用留渣双渣法进行转炉冶炼得到钢水，其中，终渣碱度为3.2，钢水中以质量分数计，c：0.25％，p：0.008％。
132.s20：向钢水添加增碳剂以及合金材料后精炼处理得到合金化钢水，其中合金化钢水中以质量分数计，c：1.19％，p：0.0085％，si：0.25％，mn：0.35％，s：0.0021％，als：0.028％，其余为fe和不可避免的杂质。
133.s30：对合金化钢水进行连铸处理得到铸坯，其中，连铸保护渣的黏度为0.1pa
·
s、熔化温度为820℃、二元碱度为0.88，连铸保护渣具体包括：以质量分数计，15.43％na2o，2.02％li2o，13.15％f-；钢水过热度为18℃；连铸二次冷却区的比水量为1.65l/(kg
·
min)；连铸拉速为3.6m/s，液芯压下量为10mm，铸坯厚度为60mm。
134.s40：将铸坯进行加热、除磷、轧制、冷却、卷取得到1.95mm厚的超高碳钢板材，其中，加热过程中，入炉温度为855℃；轧制过程中，终轧温度为880℃；卷取过程中，卷取温度为665℃。
135.测试方法和结果
136.超高碳钢板材按gb/t 2975《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》取样。
137.(1)金相组织观察：
138.配置4％硝酸酒精腐蚀试剂，在磨好的实施例1～3以及对比例1制造的超高碳钢板材表面滴1-2滴试剂，大约在试样表面停留10s左右的时间直到试样表面从镜像变暗的时刻,用酒精冲洗完成后，并迅速在吸水纸上进行处理,最后用电吹风机吹干后即可在金相显微镜下确定组织类型。
139.通过蔡司(zeiss)金相显微镜(om)观察得到其显微组织。将所测组织试样置于蔡司显微镜镜头上方，对显微镜的焦距进行调整，试样的显微组织即可在电脑上清晰的显现
岀来,同时对显微镜做适当调整，上下左右适当移动镜头的位置对显微组织的结构进行观察，选择放大倍数并进行拍照，一并标注尺寸，作为今后试验分析研究对象。观察结果见图1～4，其中，图1～4分别为实施例1、2、3以及对比例1的金相组织图。
140.从图1～4的结果可知，实施例1～3和对比例1制备得到超高碳钢板材的金相组织均为以珠光体为主和少量渗碳体，由此得到的超高碳钢板材具有良好的屈服强度以及抗拉强度。
141.(2)根据gb/t228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》对实施例1～3以及对比例1制造的超高碳钢板材的屈服强度r
el
、抗拉强度rm以及断后伸长率a进行检测，结果如表1所示。
142.(3)淬火后钢板洛氏硬度差的检测：
143.根据gb/t230.1-2018《金属洛氏硬度试验》对实施例1～3以及对比例1制造的超高碳钢板材淬火后洛氏硬度差进行检测，结果如表1所示。
144.(4)根据gb/t10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》对实施例1～3以及对比例1制造的超高碳钢板材的夹杂物进行检测，结果如表1所示。
145.(5)根据gb/t224-2008《钢的脱碳层深度测定方法》对实施例1～3以及对比例1制造的超高碳钢板材的脱碳层进行检测，结果如表1所示。
146.表1
[0147][0148][0149]
从表1的结果可知，本技术实施例1～3制备得到的厚度为1.8～2.5mm、卷型良好的超高碳钢板材，其夹杂物数量少且具有较好的强度，屈服强度r
el
≥850mpa、抗拉强度rm≥1250mpa、断后伸长率a≥8％，且脱碳层深度与厚度的比值均不超过0.15％，使其具有良好的淬火硬度以及耐磨性，同时能防止在热处理时出现变形和裂纹。其中对比例1的超高碳钢板材相比各实施例，其夹杂物较多且断后伸长率低，可能的原因在于，转炉冶炼得到的钢水中碳含量低于0.3％，钢水氧含量相对较高，需要添加更多的铝脱氧及增碳剂已达到目标碳含量，由此引入更多的夹杂物，导致组织性能不均匀且断后伸长率较差。
[0150]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。