本发明属于炼钢工艺，涉及一种空心管用含钴超高强度高韧性钢及其冶炼工艺。
背景技术：
1、目前，一种含钴超高强度用钢用于制作空心管，其性能状态决定了空心管的使用寿命；现有空心管用高强高韧钢普遍存在钢的强度低，-40℃低温冲击功低，不能满足使用要求的缺陷，而减少易氧化元素、提高ni元素，加入co元素，从而可以有效提高钢的强韧性。根据多年研究得到的结果，此产品当钢中的[si]≤0.15％、[mn]≤0.20％、[co]0.60-0.90％、[h]≤0.8ppm，对-40℃低温冲击功有明显的改善作用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种强度及韧性满足使用要求的空心管用含钴超高强度高韧性钢及其冶炼工艺，利用该工艺冶炼的钢[si]≤0.15％、[mn]≤0.20％、[co]0.60-0.90％、[h]≤0.8ppm，对-40℃低温冲击功有明显的改善作用。
2、本发明的目的是这样实现的：
3、一种空心管用含钴超高强度高韧性钢，按照重量百分比包括如下化学成分：c0.25～0.35％、si≤0.15％、mn≤0.20％、cr 1.80～2.20％、ni 4.00～5.00％、mo 1.20～1.50％、v 0.30～0.40％、co 0.60～0.90％、p≤0.005％、s≤0.002％、al≤0.020％、cu≤0.10％、五害元素总和as+sn+pb+sb+bi≤0.015％，余量为铁。
4、一种空心管用含钴超高强度高韧性钢，以下成分重量百分含量为最佳选择：c0.25～0.30％、si≤0.10％、mn≤0.15％、cr 1.80～2.00％、ni 4.30～4.50％、mo 1.30～1.50％、v 0.30～0.40％、co 0.60～0.80％、p≤0.005％、s≤0.002％、al≤0.020％、cu≤0.10％、五害元素总和as+sn+pb+sb+bi≤0.015％，余量为铁。
5、一种空心管用含钴超高强度高韧性钢的冶炼工艺，所述钢的生产工艺采用电弧炉熔化废钢、脱碳、去磷、出钢，钢包吹氩精炼、脱氧去硫、调整成分、温度满足要求吊包入真空罐进一步脱气精炼，浇铸成电极坯；具体包括如下工序：
6、步骤1)、精选炉料，按照重量百分比电弧炉冶炼用原材料选用10-30％的优质钢屑、40-60％的超高纯生铁(要求高纯生铁中五害元素as、sn、pb、sb、bi均≤0.0005％)、10-30％的返回钢镍料头，控制原材料中的五害元素总和as+sn+pb+sb+bi≤0.015％；
7、步骤2)、电弧炉冶炼时，熔清后开启kt枪造泡沫渣，小流量吹氧，边吹氧边流渣进行脱磷操作；温度≥1580℃取样分析，电炉终点[p]≤0.002％，出钢温度≥1640℃，出钢1/4～3/4过程中钢包中加入铝块1～3kg/t、石灰4～6kg/t，不加硅铁、锰铁，留钢量不少于10t，出钢过程中严禁下渣；
8、步骤3)、钢包到位后接通氩气，根据渣量情况加入700kg石灰送电化渣，化渣期间加入电石1～2kg/t、碳粉1～2kg/t、硅铁粉2～3kg/t进行脱氧，根据取样结果调整化学成分，al含量按0.040～0.060％控制；lf炉前期渣的碱度控制在r≥4.0，后期渣的碱度可调整到3.0-5.0范围内，根据炉渣流状态加入萤石1～2kg/t调整炉渣流动性；精炼全程控制好氩气流量，避免裸露钢液面；白渣保持时间≥20分钟，成分全部调整完毕，控制残铝0.010％～0.030％，[s]≤0.002％，温度1630～1650℃吊包转入vd罐中进行真空除气；
9、步骤4)、钢包就位后接通氩气、测温,第一次vd：温度1630～1650℃,在真空度≤0.7mbar下保持时间≥20分钟，之后解除真空，取样检测全成分和气体含量，然后转lf加热；第二次vd：温度1630～1640℃,调整控制铝0.010-0.030％，温度满足要求时转vd二次脱气，二次vd在真空度≤0.7mbar下保持时间≥15分钟，之后解除真空，取样检测全成分和气体含量，控制氮含量≤50ppm，溶解氧控制在≤3.5ppm，vd后不进行喂铝操作；弱搅拌时间≥10min，吊包温度：1540～1550℃；
10、步骤5)、优选内壁质量好的铸坯模，并进行清理，所用铸坯模在坐模前要进行预热或使用连用铸坯模，使用温度30～120℃；汤道系统流钢砖要加强干燥烘烤，使用前认真挑选，确保浇注系统清洁干燥；镇静时间≥10分钟，开浇温度：1530～1540℃，采用模内吹氩和氩气保护浇注；保护渣使用无碳保护渣，保护渣加入量1.0～1.5kg/t，浇注上冒口2/3后加入发热剂1～2kg/t，浇完补加碳化稻壳0.5～1.0kg/t保温，确保补缩效果；
11、步骤6)、电渣重熔参数如下表
12、 阶段 电压 电流 时间 送电 48v 3000—7000a 25-40分钟 起炼 52v 6000—12500a 20-35分钟 重熔 50v 6000—12500a 至补缩 补缩 40v 2000-10000a 50-70分钟
13、使金属熔池形状达到扁、平、浅，驱使金属凝固沿轴向发展，保证气体和夹杂物充分上浮，以减少铸态组织缺陷；采用全预熔渣，渣系配比为65％-caf2：25％-al2o3：10％-cao，使用前在≥650℃烘烤4小时后，在≥300℃保温；重熔时每隔5分钟加入脱氧剂(casi)脱氧，脱氧剂在100-200℃烘烤1小时以上,重熔过程采用自动加料机加入40克/5分钟；冷却水温控制在10～60℃，同时采用氩气保护电渣，提高钢液纯净度和均匀性；将电极坯电渣成电渣锭。
14、本发明的有益效果如下：
15、本发明通过优选配料，电弧炉冶炼，钢包炉吹氩精炼喂铝线，二次真空脱气处理，氩气保护浇铸电极坯及采用三元预熔渣、氩气保护下电渣，从而确保某空心管用高强高韧钢p≤0.005％、s≤0.002％、al≤0.020％、五害元素总和as+sn+pb+sb+bi≤0.015％、[h]≤0.8ppm,-40℃低温冲击功(akv)≥25j，满足使用要求。利用该工艺制成的高强高韧钢淬透性好，强度、韧性满足使用要求。利用该工艺冶炼的钢[si]≤0.15％、[mn]≤0.20％、[co]0.60-0.90％、[h]≤0.8ppm，对-40℃低温冲击功有明显的改善作用。