本發(fā)明屬于軋鋼，涉及一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、非調(diào)質(zhì)鋼是在中碳錳鋼的基礎(chǔ)上加入釩、鈦、鈮微合金化元素，使其在加熱過程中溶于奧氏體中，因奧氏體中的釩、鈦、鈮的固溶度隨著冷卻而減小。微合金元素釩、鈦、鈮將以細(xì)小的碳化物和氮化物形式在先析出的鐵素體和珠光體中析出。這些析出物與母相保持共格關(guān)系，使鋼強(qiáng)化。這類鋼在熱軋狀態(tài)、鍛造狀態(tài)或正火狀態(tài)的力學(xué)性能達(dá)到或接近調(diào)制鋼，既縮短了生產(chǎn)周期，又節(jié)省了能源。

2、在線淬火工藝是指鋼材在熱軋或熱加工過程中，直接進(jìn)行淬火處理，以獲得所需的組織和性能。這種工藝省去了離線淬火所需的加熱、保溫、淬火等多個(gè)步驟，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，由于在線淬火過程中鋼材的溫度較高，淬火后的組織更加均勻，性能也更加穩(wěn)定。將非調(diào)鋼的生產(chǎn)工藝及在線淬火工藝結(jié)合，獲得一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼生產(chǎn)方法。

3、中國(guó)發(fā)明專利cn117646144a公開了一種mn-b系非調(diào)鋼的制備方法，通過出鋼條件、真空處理后的喂線工藝、終點(diǎn)成分的控制，提高了mn-b系非調(diào)鋼的潔凈度和材料性能，達(dá)到了調(diào)質(zhì)鋼所需的材料性能要求。該發(fā)明僅通過成分的嚴(yán)格管控、冶煉過程加料順序的優(yōu)化來達(dá)到發(fā)明目的，適用范圍較窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何控制產(chǎn)品成分、坯料加熱溫度、淬火工藝、緩冷工藝等，確保鋼材的組織均勻性便于獲得力學(xué)性能合格的高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其核心在于通過在線淬火工藝直接對(duì)非調(diào)鋼材進(jìn)行熱處理，從而獲得高強(qiáng)度且性能優(yōu)良的非調(diào)鋼。

3、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

4、一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，由下列重量百分比的成分組成：碳(c)：0.42％～0.44％，硅(si)：0.43～0.48，錳(mn)：1.38％～1.44％，鉻(cr)：0.16％～0.19％，鈮(nb)：0.008％～0.028％，釩(v)：0.005％～0.085％，鋁(a1)：0.012％～0.022％，鈦(ti)≤0.01，氮(n)≤0.01％，磷(p)≤0.010％，硫(s)≤0.008％，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。

5、進(jìn)一步的，所述高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼力學(xué)性能為沖擊38～42j，屈服強(qiáng)度600～757mpa、抗拉強(qiáng)度860～1022mpa、延伸率15～16.5％、斷面收縮率35％～37.5％、硬度260～300hbw；淬透層深度5～10mm。

6、進(jìn)一步的，所述高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼淬透層基體組織為85％～95％回火屈氏體，其余組織為鐵素體和碳化物。

7、進(jìn)一步的，所述其余組織為鐵素體70％～75％+貝氏體15％～20％+馬氏體5％～15％。

8、進(jìn)一步的，一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，主要包括以下步驟：轉(zhuǎn)爐、lf爐、rh爐、連鑄、鑄坯加熱、軋制、在線淬火、緩冷；

9、轉(zhuǎn)爐：處理時(shí)間28～32min，控制終點(diǎn)c含量，溫度到達(dá)1620±30℃出鋼；

10、lf爐：開啟底吹氬氣，石墨電極通電加熱，調(diào)整爐渣并進(jìn)一步脫氧，處理22～27分鐘后，調(diào)整鋼液溫度至1590±10℃；

11、rh爐：當(dāng)鋼液溫度至1550±10℃，在不大于0.5tor的真空度環(huán)境下進(jìn)行真空脫氣處理不少于10分鐘；

12、連鑄：中包鋼液溫度控制在1525～1540℃，全程進(jìn)行氬氣封閉澆鑄，澆鑄過熱度控制在15～25℃，進(jìn)入足輥區(qū)夾持輥道、二次冷卻區(qū)輥道、扇形段彎輥和矯直輥，用火焰切割得到280mm*280mm*6000mm的連鑄坯；

13、鑄坯加熱：將連鑄板坯送到步進(jìn)爐中逐段加熱到1160～1200℃，并在均熱段保溫1～2小時(shí)，總加熱時(shí)間控制在5～7個(gè)小時(shí)；

14、軋制：連鑄板坯推出加熱爐，經(jīng)輸送輥送到除鱗機(jī)，用高壓水除去表面氧化鐵皮，再送至兩輥可逆式機(jī)組軋制，軋制溫度為1080～1120℃，以930～950℃進(jìn)入連軋機(jī)組軋制成型；

15、在線淬火：入水溫度750～850℃，淬火時(shí)間30～60s，出水溫度100～240℃；

16、緩冷：冷床進(jìn)行緩冷，返紅后入罩溫度為550～650℃，出罩溫度為300～350℃。

17、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)c控制在0.09％～0.15％。

18、本發(fā)明的一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法作用機(jī)理如下：

19、1、本發(fā)明v含量范圍為0.005％～0.085％，優(yōu)選范圍0.075％～0.085％，v元素具有析出強(qiáng)化、晶粒細(xì)化和提高抗hic及硫化物應(yīng)力開裂性能作用，在鋼中與c、n形成納米尺寸vc和v(c,n)顆粒而提高強(qiáng)度，并阻礙奧氏體向鐵素體相變，達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化與韌化效果，同時(shí)作為氫陷阱提高酸環(huán)境下的抗氫致開裂與硫化物應(yīng)力開裂能力。

20、2、本發(fā)明nb含量范圍為0.008％～0.028％，優(yōu)選范圍0.018％～0.028％，nb元素為強(qiáng)烈的碳化物形成微合金化元素，在回火過程中析出納米級(jí)nbc，提供有效的析出強(qiáng)化貢獻(xiàn)。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、1、在線淬火工藝加上對(duì)v/nb成分的控制，無需額外的加熱設(shè)備和熱處理設(shè)備，就能獲得力學(xué)性能優(yōu)良、加工性能良好的非調(diào)在線淬火鋼；同時(shí)，由于生產(chǎn)流程的簡(jiǎn)化，也降低了生產(chǎn)成本；這種方法相比傳統(tǒng)的離線淬火工藝，具有生產(chǎn)周期短、能耗低、成本節(jié)約等優(yōu)點(diǎn)。

23、2、在線淬火過程中，鋼材的溫度較高，且淬火速度較快，有利于獲得均勻細(xì)小的組織，這種組織不僅提高了鋼材的強(qiáng)度，還改善了其韌性和抗疲勞性能。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，由下列重量百分比的成分組成：碳(c)：0.42％～0.44％，硅(si)：0.43～0.48，錳(mn)：1.38％～1.44％，鉻(cr)：0.16％～0.19％，鈮(nb)：0.008％～0.028％，釩(v)：0.005％～0.085％，鋁(a1)：0.012％～0.022％，鈦(ti)≤0.01，氮(n)≤0.01％，磷(p)≤0.010％，硫(s)≤0.008％，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼力學(xué)性能為沖擊38～42j，屈服強(qiáng)度600～757mpa、抗拉強(qiáng)度860～1022mpa、延伸率15～16.5％、斷面收縮率35％～37.5％、硬度260～300hbw；淬透層深度5～10mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼淬透層基體組織為85％～95％回火屈氏體，其余組織為鐵素體和碳化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述其余組織為鐵素體70％～75％+貝氏體15％～20％+馬氏體5％～15％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，主要包括以下步驟：轉(zhuǎn)爐、lf爐、rh爐、連鑄、鑄坯加熱、軋制、在線淬火、緩冷；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)c控制在0.09％～0.15％。

技術(shù)總結(jié)
一種高強(qiáng)度非調(diào)在線淬火鋼的生產(chǎn)方法，由下列重量百分比的成分組成：碳(C)：0.42％～0.44％，硅(Si)：0.43～0.48，錳(Mn)：1.38％～1.44％，鉻(Cr)：0.16％～0.19％，鈮(Nb)：0.008％～0.028％，釩(V)：0.005％～0.085％，鋁(A1)：0.012％～0.022％，鈦(Ti)≤0.01，氮(N)≤0.01％，磷(P)≤0.010％，硫(S)≤0.008，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。鋼力學(xué)性能為沖擊38～42J，屈服強(qiáng)度600～757MPa、抗拉強(qiáng)度860～1022MPa、延伸率15～16.5％、斷面收縮率35％～37.5％、硬度260～300HBW；淬透層深度5～10mm。鋼淬透層基體組織為85％～95％回火屈氏體，其余組織為鐵素體和碳化物。生產(chǎn)方法主要包括以下步驟：轉(zhuǎn)爐、LF爐、RH爐、連鑄、鑄坯加熱、軋制、在線淬火、緩冷。生產(chǎn)的鋼具有生產(chǎn)周期短、能耗低、成本節(jié)約等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：袁林,羅景賢,潘錫泉,高擎,劉吉文,楊建華,楊奇軍,陳陽(yáng),張群琥,李佳軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6