專利名稱：一種高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，屬于低合金鑄鋼領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低合金鑄鋼結(jié)構(gòu)件一般采用Cr、Ni、Mo等貴重元素作為主要合金化元素，鑄造成 型后進(jìn)行淬火高溫回火調(diào)質(zhì)處理，得到回火索氏體組織，具有良好的強(qiáng)韌性。Cr、M和Mo的 合金化提高鑄鋼的淬透性。其中，M不僅提高鋼的淬透性而且對(duì)韌性有利。特別是要求高 強(qiáng)度高韌性的低合金鑄鋼不得不加入大量的Ni。因此，低合金CrNiMo鑄鋼合金元素多，資 源消耗大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，克服已有的低合 金CrNiMo鑄鋼合金元素多、資源消耗大等不足之處，節(jié)約資源，降低產(chǎn)品成本，適應(yīng)國(guó)家的 資源節(jié)約型發(fā)展戰(zhàn)略。本發(fā)明提出的高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，使鑄鋼中各成 分的重量百分比為C 0. 12 0. 32wt. % ；Mn :1· 90 3. 50wt. % ；Si 0. 10 0. 50wt. % ；P 0. 01 0. 03wt. % ；S :0· 01 0. 03wt. % ；Al :0· 01 0. 05wt. % ；Ti 0. 01 0. 05wt. % ；V 0 0.05wt.%;B :0 0. 008wt% ；Re :0· 05 0. 25wt. % ；余為Fe;(2)將上述鑄鋼加熱到850°C 900°C奧氏體化，保溫2 5小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn) 行退火處理；(3)將上述鑄鋼加熱到850°C 900°C奧氏體化，保溫1 2小時(shí)后，水淬至80°C 150 0C ；(4)將上述鑄鋼加熱至430°C 500°C，保溫1 3小時(shí)進(jìn)行回火處理。本發(fā)明提出的高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，以Mn作為主要合金元素，添 加少量的Al、Ti、V、B和稀土元素Ce等合金元素，采用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或 者精密鑄造等工藝鑄造成型后，通過(guò)水淬和中高溫回火熱處理，得到回火馬氏體組織。Mn和B的合金化提高鑄鋼淬透性，Al、Ti、V合金化細(xì)化晶粒，添加稀土元素進(jìn)行凈化和細(xì)化處 理，從而獲得良好的強(qiáng)韌性配合。本發(fā)明的高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼，具有高的淬透性，水 淬后中高溫回火得到的回火馬氏體組織具有高的強(qiáng)度，高的塑性和常溫、低溫沖擊韌性。力 學(xué)性能可達(dá)抗拉強(qiáng)度800 llOOMPa，屈服強(qiáng)度600 900MPa，斷后延伸率10 18%，斷 面收縮率40 60%，V型缺口室溫沖擊功50 120J，V型缺口 -40°C沖擊功30 90J。本 鋼種合金化元素少，不含Cr，Ni, Mo等貴重合金元素，熱處理工藝簡(jiǎn)單，成本低，性能優(yōu)良。 可用于制造對(duì)沖擊韌性要求高的高強(qiáng)度鑄鋼結(jié)構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，使鑄鋼中各成 分的重量百分比為C 0. 12 0. 32wt. % ；Mn :1· 90 3. 50wt. % ；Si 0. 10 0. 50wt. % ；P 0. 01 0. 03wt. % ；S 0. 01 0. 03wt. % ；Al 0. 01 0. 05wt. % ；Ti 0. 01 0. 05wt. % ；V 0 0. 05wt. % ；B :0 0. 008wt% ；Re 0. 05 0. 25wt. % ；余為Fe ；(2)將上述鑄鋼加熱到850°C 900°C奧氏體化，保溫2 5小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn) 行退火處理；(3)將上述鑄鋼加熱到850°C 900°C奧氏體化，保溫1 2小時(shí)后，水淬至80°C 150 0C ；(4)將上述鑄鋼加熱至430°C 500°C，保溫1 3小時(shí)進(jìn)行回火處理。本發(fā)明提出的高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法的實(shí)施例見(jiàn)下表
4 上述實(shí)施例的制備方法如下實(shí)施例1(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水冷到110°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例2(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水冷到120°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例3(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水冷到110°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例4(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到900°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水冷到120°C。
(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例5(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水冷到110°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例6(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水冷到120°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例7(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水淬到110°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例8(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水淬到110°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。實(shí)施例9(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，同時(shí)澆注基爾 試樣。(2)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫3小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理。(3)將上述鑄鋼加熱到880°C奧氏體化，保溫1小時(shí)后水淬到110°C。(4)將上述鑄鋼加熱至450°C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。
權(quán)利要求
一種高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或精密鑄造工藝鑄造成型，使鑄鋼中各成分的重量百分比為C0.12～0.32wt.％；Mn1.90～3.50wt.％；Si0.10～0.50wt.％；P0.01～0.03wt.％；S0.01～0.03wt.％；Al0.01～0.05wt.％；Ti 0.01～0.05wt.％；V 0～0.05wt.％；B0～0.008wt％；Re0.05～0.25wt.％；余為Fe；(2)將上述鑄鋼加熱到850℃～900℃奧氏體化，保溫2～5小時(shí)后爐冷到室溫進(jìn)行退火處理；(3)將上述鑄鋼加熱到850℃～900℃奧氏體化，保溫1～2小時(shí)后，水淬至80℃～150℃；(4)將上述鑄鋼加熱至430℃～500℃，保溫1～3小時(shí)進(jìn)行回火處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)高韌低合金錳系鑄鋼的制備方法，屬于低合金鑄鋼領(lǐng)域。以Mn作為主要合金元素，添加少量的Al、Ti、V、B和稀土元素Ce等合金元素，采用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，用砂型鑄造或者精密鑄造等工藝鑄造成型后，通過(guò)水淬和中高溫回火熱處理，得到回火馬氏體組織。本發(fā)明的低合金錳系鑄鋼具有高的淬透性，水淬后中高溫回火后得到的回火馬氏體組織具有高的強(qiáng)度，高的塑性和常溫、低溫沖擊韌性。本鋼種合金化元素少，不含Cr，Ni，Mo等貴重合金元素，熱處理工藝簡(jiǎn)單，成本低，性能優(yōu)良?？捎糜谥圃鞂?duì)沖擊韌性要求高的高強(qiáng)度鑄鋼結(jié)構(gòu)件。
文檔編號(hào)C22C38/14GK101886223SQ20101022848
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者白秉哲, 羅開(kāi)雙, 鄭燕康 申請(qǐng)人:清華大學(xué)