程中容易引起热脆。综合考虑，范围可控 制在 0? 25 ~0? 40%。
[0040] (8)钒：V是强的碳氮化物形成元素之一。添加微量V即可产生显著的沉淀强化作 用，同时由于其特有的细化晶粒作用，可以使钢保持细晶粒组织，从而弥补了由于沉淀强化 带来的塑性和韧性的损失，可以保证钢具有良好的综合力学性能；同时，V可提高钢的回火 稳定性，同时改善钢的冲击韧性及回火脆性。但其价格昂贵。综合考虑，V的范围可控制在 0? 11%~0? 14%〇
[0041] (9)钛：在钢中加入微合金元素Ti能起到固溶、偏聚和沉淀作用，当它们与碳、 氮、硫等交互作用能产生细晶强化、析出物弥散强化以及夹杂物改性等，使钢的强度和韧 性加强，并可提高钢的回火稳定性、改善钢的焊接性能。综合考虑，Ti的范围可控制在 0. 015%~0. 030%。
[0042] (10)硼：当钢中含有微量的（0. 0008~0. 0030% )硼时，钢的淬透性可以显著提 高，对于C含量为0. 26~0. 31 %的中碳合金结构钢，加硼后其最大淬透直径可提高50%以 上。对于大截面中合金系泊链用钢，存在淬不透的问题，导致大规格系泊链截面显微组织和 性能不均匀，影响了系泊链的整体性能指标，因此需要通过硼合金化来进一步提高其淬透 性。同时，硼合金化成本低，且硼对钢的淬裂敏感性影响很小。
[0043] (11)氮：含钒钢中增氮促进了碳氮化钒在奥氏体、铁素体中的析出，钒氮钢中不 仅析出相数量显著增加，而且析出相的尺寸也明显细化（析出相尺寸越细小，其析出强化 作用就越强）；同时，含钒钢中增氮有效地阻止了铁素体晶粒长大，起到细化铁素体晶粒 的作用。二者共同作用，有效提高了钢的强度和韧塑性。综合考虑，[N]的范围可控制在 0. 010%~0. 015%。
[0044] 本实施例大规格含钒R4系泊链用钢生产工艺流程为：电弧炉或转炉冶炼一LF炉 精炼一RH或VD真空脱气一连铸一铸还加热炉加热一圆钢乳制一系泊链锻造一调质热处 理。关键的热处理工艺步骤如下：
[0045] (1)淬火：系泊链用钢加热（加热速度为50~100°C/h)至温度880~930°C，在 该温度段加热保温时间按1. 5~2.Omin/mm计算，随后进行水冷至室温。
[0046] (2)回火：系泊链用钢加热（加热速度为50~100°C/h)至温度600~650°C，在 该温度段加热保温时间按2~2. 5min/mm计算，随后空冷至室温。经过回火，可获得均匀细 密回火索氏体+下贝氏体的金相组织，从而可获得良好的韧塑性及合适的强度指标。
[0047] 采用本发明的化学成分、工艺流程和热处理工艺工艺参数生产的R4系泊链用钢， 测定钢材的纵向力学性能可达到：Rm> 860MPa，RpQ.2> 580MPa，RpQ.2/Rm< 0.92，A彡12%， Z彡50%，-40°C冲击吸收功KV2> 50J，腐蚀疲劳极限彡190MPa，氢脆性能Z1/Z2彡0. 85 (式 中：Z1-一未经烘焙试样的断面收缩率；Z2-一经烘焙试样的断面收缩率），钢材的奥氏体 晶粒度大于等于8.0级。R4系泊链调质（淬火+高温回火）热处理后钢的组织为回火索氏 体+贝氏体，其中，系泊链近表面回火索氏体含量约在90~100%，系泊链1/2半径处回火 索氏体含量约在50~70%。
[0048] 本发明含钒R4系泊链用钢生产工艺流程为：电弧炉或转炉冶炼一LF炉精炼一RH 或VD真空脱气一连铸一铸还加热炉加热一圆钢乳制一系泊链锻造一调质热处理。
[0049] 本发明R4系泊链用钢的熔炼化学成分、主要热处理工艺参数与性能的实施例如 下：
[0050] 热处理工艺步骤及参数为：
[0051] (1)淬火：以80°C/h加热至温度910°C，加热保温时间270min，水冷。
[0052] (2)回火：以80°C/h加热至温度620°C，加热保温时间420min，空冷。
[0053] 直径为①200mm的R4系泊链用钢熔炼化学成分质量百分比（wt% )见表1，R4系 泊链经过以上热处理后的性能指标见表2。
[0054] 表1R4系泊链用钢的熔炼化学成分质量百分比（wt% )
[0055]
[0056] 表2R4系泊链热处理后性能指标
[0059] 续表2R4系泊链热处理后性能指标
[0061] 上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场 合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种含钒R4系泊链用钢，其特征在于，按照质量百分比含有如下组分：C :0. 26~ 0? 31，Si :0? 15 ~0? 40, Mn :0? 60 ~0? 90, P :彡 0? 010, S :彡 0? 005, Cr :1. 00 ~L 20, Mo : 0? 20 ~0? 30, Ni :0? 50 ~0? 80, V :0? 11 ~0? 14, Ti :0? 010 ~0? 030, Cu :0? 25 ~0? 40, B : 0? 0008 ~0? 0030, Als :0? 015 ~0? 050, [N] :0? 010 ~0? 015,其余为铁和不可避免杂质。2. 如权利要求1所述含钒R4系泊链用钢的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤： (1) 淬火：系泊链用钢加热至温度880~930°C，在该温度段加热保温时间按1. 5~ 2. Omin/mm计算，冷却。 (2) 回火：系泊链用钢加热至温度600~650 °C，在该温度段加热保温时间按2~ 2. 5min/mm计算，冷却。3. 如权利要求2所述含钒R4系泊链用钢的热处理工艺，其特征在于，步骤⑴和/或 (2)中的加热速度为50~100°C /h。4. 如权利要求2或3所述含钒R4系泊链用钢的热处理工艺，其特征在于，步骤（1)中 水冷至室温。5. 如权利要求2-4中任一项所述含钒R4系泊链用钢的热处理工艺，其特征在于，步骤 (2)中空冷至室温。6. 如权利要求2-5中任一项所述含钒R4系泊链用钢的热处理工艺，其特征在于，步骤 (1) 中以80°C /h加热至温度910°C，加热保温时间270min，水冷。7. 如权利要求2-6中任一项所述含钒R4系泊链用钢的热处理工艺，其特征在于，步骤 (2) 中以80°C /h加热至温度620°C，加热保温时间420min，空冷。8. 如权利要求1所述含钒R4系泊链用钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤： a. 电弧炉或转炉冶炼； b. LF炉精炼； c. RH或VD真空脱气； d. 连铸； e. 铸坯加热炉加热； f. 圆钢轧制； g. 系泊链锻造； h. 调质热处理。9. 如权利要求8所述的含钒R4系泊链用钢的生产方法，其特征在于，热处理包括如下 步骤： (1) 淬火：系泊链用钢加热至温度880~930°C，在该温度段加热保温时间按1. 5~ 2. Omin/mm计算，冷却。 (2) 回火：系泊链用钢加热至温度600~650 °C，在该温度段加热保温时间按2~ 2. 5min/mm计算，冷却。
【专利摘要】本发明涉及一种含钒R4系泊链用钢及其热处理工艺和生产方法，按照质量百分比含有如下组分：C：0.26～0.31，Si：0.15～0.40，Mn：0.60～0.90，P：≤0.010，S：≤0.005，Cr：1.00～1.20，Mo：0.20～0.30，Ni：0.50～0.80，V：0.11～0.14，Ti：0.010～0.030，Cu：0.25～0.40，B：0.0008～0.0030，Als：0.015～0.050，[N]：0.010～0.015，其余为铁和不可避免杂质。热处理工艺，包括如下步骤：(1)淬火：系泊链用钢加热至温度880～930℃，在该温度段加热保温时间按1.5～2.0min/mm计算，冷却。(2)回火：系泊链用钢加热至温度600～650℃，在该温度段加热保温时间按2～2.5min/mm计算，冷却。显著提高了R4系泊链用钢的淬透性、耐腐蚀性、抗疲劳性和低温韧性，进而显著提高了R4系泊链的整体性能均匀性、寿命和安全性，从而生产出了低成本高性能的R4系泊链。
【IPC分类】C22C38/54, C21D1/25
【公开号】CN104962833
【申请号】CN201510229400
【发明人】汪开忠, 孙维, 龚志翔, 于文坛, 胡芳忠
【申请人】马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月7日