本發(fā)明涉及一種改善鋼鐵材料力學性質的生產方法。

背景技術：

高強度鋼板具有強度高的特性，具有優(yōu)異的綜合力學性能，可以用于制造大型船舶，橋梁，電站設備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機械及其他大型焊接結構件。但目前的高強度鋼板的技術仍然存在不足，導致高強度鋼板的性能還需要進一步提升。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發(fā)明設計開發(fā)了一種改善鋼鐵材料力學性質的生產方法。

本發(fā)明提供的技術方案為：

一種改善鋼鐵材料力學性質的生產方法，包括：

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.3～0.4％，錳3～5％，鋁7～8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1300～1400℃，保溫1～2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1000～1100℃，再進行熱軋，保溫時間30～40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為400～500℃，反復冷軋4～5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在25～30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500～700℃，保溫1～1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，所述步驟二中，熱軋溫度為1400℃，保溫1小時。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，所述步驟三中，熱處理溫度為700℃，保溫1小時。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.3～％，錳3％，鋁7％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，所述步驟三中，經過熱處理后的薄板厚度為0.5～0.6mm。

本發(fā)明所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法通過控制原材料的組成，同時精確控制施工工藝，實現了一種高強度鋼鐵材料的制備。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

本發(fā)明提供一種改善鋼鐵材料力學性質的生產方法，包括：

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.3～0.4％，錳3～5％，鋁7～8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1300～1400℃，保溫1～2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1000～1100℃，再進行熱軋，保溫時間30～40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為400～500℃，反復冷軋4～5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在25～30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500～700℃，保溫1～1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風。

本發(fā)明通過控制原材料的組成，同時精確控制施工工藝，使所制備的鋼鐵材料具備超細晶粒，體現出優(yōu)異的綜合力學性能，尤其是具備了高強度的特性，能夠滿足實際生產的需要。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，所述步驟二中，熱軋溫度為1400℃，保溫1小時。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，所述步驟三中，熱處理溫度為700℃，保溫1小時。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.3～％，錳3％，鋁7％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下。

優(yōu)選的是，所述的改善鋼鐵材料力學性質的生產方法中，所述步驟三中，經過熱處理后的薄板厚度為0.5～0.6mm。

實施例一

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.3％，錳3％，鋁7％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1400℃，保溫1小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1000℃，再進行熱軋，保溫時間30分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為400℃，反復冷軋4次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在25立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為700℃，保溫1小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到963MPa，屈服強度為652MPa，延伸率為85.9％。

實施例二

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.4％，錳5％，鋁8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1300℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1100℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為500℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到969MPa，屈服強度為652MPa，延伸率為86.6％。

實施例三

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.35％，錳3.5％，鋁7.8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1350℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1100℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為500℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到965MPa，屈服強度為653MPa，延伸率為86.5％。

實施例四

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.35％，錳3.5％，鋁7.8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1350℃，保溫1小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1050℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為450℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到969MPa，屈服強度為651MPa，延伸率為86.2％。

實施例五

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.35％，錳3.5％，鋁7.8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1350℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1050℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為460℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在25立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到968MPa，屈服強度為651MPa，延伸率為86.0％。

實施例六

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.4％，錳3.8％，鋁8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1400℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1100℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為450℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在28立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為600℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到960MPa，屈服強度為658MPa，延伸率為86.1％。

實施例七

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.32％，錳3.4％，鋁7.4％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1350℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1100℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為500℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為650℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到965MPa，屈服強度為653MPa，延伸率為86.5％。

實施例八

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.35％，錳3.5％，鋁7.8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1310℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1020℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為485℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在27立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為500℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到963MPa，屈服強度為655MPa，延伸率為86.0％。

實施例九

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.35％，錳3.5％，鋁7.8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1400℃，保溫2小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1045℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為500℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為685℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到962MPa，屈服強度為649MPa，延伸率為86.5％。

實施例十

步驟一、將原材料填入電磁感應爐中熔煉，熔煉后澆鑄成板材，采用按重量份數計的以下組分作為原材料：碳0.35％，錳3.5％，鋁8％，其余為鐵，硫和磷的含量均控制在0.001％以下；

步驟二、先對板材進行熱軋，熱軋溫度為1300℃，保溫1.3小時，停止30分鐘，再將溫度降低至1008℃，再進行熱軋，保溫時間40分鐘；再進行冷軋，冷軋溫度為500℃，反復冷軋5次，并且在冷軋過程中進行通風處理，風速控制在30立方/分鐘，制成厚度為5mm厚的薄板；

步驟三、對薄板進行熱處理，熱處理溫度為623℃，保溫1.5小時后，以10℃/分鐘的速度將溫度降低至200℃，再次保溫，并對薄板的表面持續(xù)送風，所送風的相對濕度為30～35％，之后冷卻至室溫，，在冷卻過程中，始終向薄板的上表面和下表面吹送相對濕度為10～12％的風，經過熱處理后的薄板厚度為0.5mm。

所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為2～5μm。其抗拉強度達到965MPa，屈服強度為653MPa，延伸率為86.5％。

對比例

采用常規(guī)工藝制備，所制備的鋼鐵材料的晶粒尺寸為40～50μm。其抗拉強度達到920MPa，屈服強度為611MPa，延伸率為80.1％。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)。