一種超高強(qiáng)度裝甲鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裝甲鋼板制造，尤其是指一種超高強(qiáng)度裝甲鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] "超高強(qiáng)度鋼"一般指屈服強(qiáng)度在1370MPaW上及抗拉強(qiáng)度在1620MPaW上的合金 鋼。按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強(qiáng)化超高強(qiáng)度鋼、中合金中碳二次 沉淀硬化型超高強(qiáng)度鋼、高合金中碳Ni-Co型超高強(qiáng)度鋼、超低碳馬氏體時(shí)效硬化型超高 強(qiáng)度鋼、半奧氏體沉淀硬化型不鎊鋼等。超高強(qiáng)度鋼宜用于制造裝甲防護(hù)的鋼板。
[0003] 金屬材料的最重要的強(qiáng)化機(jī)制主要有；熱處理強(qiáng)化和形變強(qiáng)化。
[0004] 熱處理強(qiáng)化是通過鋼材的重新加熱、保溫和冷卻，改變內(nèi)部組織或者析出強(qiáng)化相 來來獲得強(qiáng)度和硬度的提高。熱處理強(qiáng)化可W分為珠光體強(qiáng)化、貝氏體強(qiáng)化和馬氏體強(qiáng)化。 珠光體實(shí)際上是片狀滲碳體和鐵素體的機(jī)械混合物，珠光體組織的尺寸決定了珠光體強(qiáng)化 的效果。珠光體組織越細(xì)小，則強(qiáng)度硬度提高越明顯。但珠光體組織在提高強(qiáng)度硬度指標(biāo) 的同時(shí)，造成初脆轉(zhuǎn)變溫度上升和沖擊初性的降低。使得金屬材料硬而脆，不適合加工和成 型。
[0005] 貝氏體強(qiáng)化是通過將鋼材加熱到奧氏體狀態(tài)，并且在較低溫度下進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變， 形成含碳量有一定飽和程度的鐵素體和及其分散的滲碳體的機(jī)械混合物。貝氏體的強(qiáng)度硬 度和初性主要由形成溫度、鐵素體晶粒大小、鐵素體片層間距、碳化物顆粒大小及分布等決 定。上貝氏體不光強(qiáng)度提高不明顯，而且初性降低很明顯，實(shí)際生產(chǎn)過程必須避免該種組織 的形成。下貝氏體可W獲得較高強(qiáng)度并保持適當(dāng)?shù)某跣?。但下貝氏體的強(qiáng)度與初性與馬氏 體的強(qiáng)度和初性相比，仍然有較大差距。
[0006] 馬氏體強(qiáng)化是將鋼加熱到奧氏體化溫度區(qū)間，在快速冷卻的條件下（可W有不同 的冷卻手段，如空冷、風(fēng)冷、油冷及水冷等），形成含碳量過飽和的固溶體。馬氏體不僅有非 常高的強(qiáng)度而且有極好的初性，所W是一種非常好的熱處理強(qiáng)化手段，馬氏體強(qiáng)化原因是 碳的固溶強(qiáng)化，過飽和固溶體中存在的大量李晶、位錯(cuò)和層錯(cuò)。對(duì)晶粒和晶界的強(qiáng)化效果非 常明顯。
[0007] 形變強(qiáng)化是另一種重要的強(qiáng)化方法。根據(jù)形變溫度的高低，分為冷形變和熱形變。 凡是低于再結(jié)晶溫度的塑性變形稱為冷變形，凡是高于再結(jié)晶溫度的塑性變形稱為熱變 形。冷變形主要通過位錯(cuò)強(qiáng)化及加工硬化來提高材料的強(qiáng)度，對(duì)金屬材料來說，冷變形強(qiáng)化 程度隨變形量大小而變化，冷變形量越大，材料強(qiáng)度提升越明顯，送是共性規(guī)律。熱變形主 要是通過晶粒細(xì)化和增加金屬致密度來達(dá)到提高強(qiáng)度的效果。
[0008] 專利申請(qǐng)?zhí)朇N200910063579. 5公開了一種超高強(qiáng)度貝氏體裝甲用鋼及其制造方 法），其是通過熱處理強(qiáng)化方法中貝氏體強(qiáng)化方法來制造高強(qiáng)度鋼板，其與本發(fā)明通過馬氏 體強(qiáng)化方法來制造高強(qiáng)度鋼板有明顯差異；其主要工藝流程為煉鋼+精煉一模鑄或連鑄一 熱社一熱處理，送與本發(fā)明主要工藝流程為電爐+精煉一鑄造電極一電渣一熱社一退火的 生產(chǎn)過程也有明顯差距。另外兩者在成分設(shè)計(jì)上差異也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種屈服強(qiáng)度在1370MPaW 上，抗拉強(qiáng)度在1620MPaW上，能夠保證產(chǎn)品表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量的超高強(qiáng)度裝甲鋼板。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供一種如上所述的超高強(qiáng)度裝甲鋼板的制造方法
[0011] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0012] 一種超高強(qiáng)度裝甲鋼板，其中所述裝甲鋼板包含的化學(xué)元素及其成分重量百分比 為：
[0013]C;0. 50 ~0. 53%,Si;1. 65 ~1. 85%,Μη0. 20%,Cr;0. 50 ~0. 60%,Ni: 1. 80 ~2. 00 %，Mo;0. 55 ~0. 65 %，V;0. 15 ~0. 20,S《0. 005 %，P《0. 008 %，[閑： 《 0.0080%，余量為化。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0015] 一種超高強(qiáng)度裝甲鋼板的制造方法，其包含W下步驟：
[0016]S1，按照W下化學(xué)元素成分的重量百分比配備煉鋼材料：
[0017]C;0. 50 ~0. 53%，Si:1. 65 ~1. 85%，Μη:《0. 20%，Cr;0. 50 ~0. 60%，Ni: 1. 80 ~2. 00 %，Mo;0. 55 ~0. 65 %，V;0. 15 ~0. 20,S《0. 005 %，P《0. 008 %，[閑： 《 0.0080%，余量為化；
[001引 S2,將所述煉鋼材料一起加入電爐中烙煉成液態(tài)鋼水；
[0019]S3,將步驟S2生產(chǎn)的鋼水送入LF爐精煉；
[0020]S4,將上述LF爐內(nèi)出鋼的鋼水送入VD爐真空精煉；
[0021]S5,對(duì)VD爐真空精煉后鋼水進(jìn)行德注工藝，成為鋼錠；
[0022] S6,將德注的鋼錠送進(jìn)退火爐退火，退火工藝：
[0023] 鋼錠裝入退火爐后，關(guān)閉爐Π，啟動(dòng)熱源，開始加熱，加熱速度控制在《8(TCA， 當(dāng)爐氣溫度達(dá)到650-75(TC時(shí)，開始保溫，并維持2-18小時(shí)，然后關(guān)閉熱源，5(TCA的 冷卻速度冷卻到45(TCW下將物料出爐；
[0024]S7,對(duì)上述退火后的鋼錠進(jìn)行電渣重烙，產(chǎn)出電渣扁錠；
[0025] S8,將電渣扁錠社制成中間昆，電渣扁錠厚度為340-350mm，寬度為1250mm，電渣 扁錠裝入室式爐進(jìn)行加熱，控制升溫速度《12(TC/h，均熱溫度為1200-126(TC，均熱時(shí)間 控制在120-150分鐘；在爐時(shí)間控制在360-600分鐘；
[0026] S9,將中間昆實(shí)施退火；
[0027]S10,將退火后的中間昆社制成鋼板；將中間昆安排在步進(jìn)爐加熱，控制升溫速度 《12(TCA，均熱溫度設(shè)計(jì)為1200-126(TC，在爐時(shí)間控制在200-300分鐘，均熱時(shí)間控制在 60-120分鐘，然后社制成鋼板；
[002引 S11，對(duì)鋼板進(jìn)行熱處理，制成超高強(qiáng)度裝甲鋼板。
[0029] 所述步驟S2中的電爐采用EF爐：
[0030] 將所述步驟S1配備的煉鋼材料加入EF爐中烙化材料，造渣脫氧脫硫，形成液態(tài) 鋼水；在此步驟中，拉渣條件；溫度T> 164(TC，磯P《0.002% ;出渣后繼續(xù)添加脫氧劑 0. 5-1.OKg/t預(yù)脫氧，然后加入石灰造新渣，石灰加入量為；200-300Kg/爐，蠻石適量；出 鋼條件：滿足溫度T> 163(TC，P《0. 003% ;出鋼時(shí)鋼包內(nèi)加入Si-Al-Fe脫氧，加入量： 0. 5-2Kg/t〇
[0031] 所述步驟S2中的電爐采用EBT爐：
[0032] 將所述步驟S1配備的煉鋼材料一起加入邸T爐中烙化材料，實(shí)現(xiàn)無渣出鋼，形成 液態(tài)鋼水；在此步驟中，出鋼條件滿足溫度T> 163(TC，P《0. 003%，0《80化pm;出鋼前定 氧，氧活度滿足《SOOppm;出鋼前合金元素滿如下要求；C為0. 35-0. 45,Si為0. 80-1. 20， Cr為0. 30-0. 45,P《0. 005% ;出鋼隨鋼流加SiFe，配Si至1. 00%左右，并向出鋼包內(nèi)加 入Si-Al-Fe;2. 5-3.OKg/t，同時(shí)隨鋼流加入渣料石灰200-300Kg/爐。
[003引所述步驟S3包含：
[0034]S31，LF爐精煉時(shí)，分批補(bǔ)加石灰100-300Kg/化一般總批次為1-3化確保爐渣 流動(dòng)性良好和渣色變白；渣面脫氧采用Si化粉及C粉，Ar(氮）氣壓力調(diào)整到鋼水不翻出 渣面為原則；
[0035]S32,鋼水溫度控制到1635-165(TC，倒渣70-80%，并向VD工位吊包；
[0036] 元素重量百分比的含量滿足如下要求才能向VD工位吊包：
[0037]C;0. 51 ~0. 53%,Si;1. 77 ~1. 87%,Cr;0. 50 ~0. 60%,Ni;1. 90 ~2. 00%， Mo;0. 60 ~0. 65%，V;0. 15 ~0. 20,S《0. 005%，余量為化。
[003引所述步驟S4包含：
[0039]S41，抽真空至真空度66. 7化，并保持15分鐘W上；
[0040]S42,保持真空度66. 7化，確保Ar流量> 7(ML/min;
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