CN102220546A - 一种含b中碳非调质钢及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种含B中碳非调质钢及生产方法，属于非调质钢技术领域。钢的化学成分按重量百分比为：C：0.36-0.44％，Si：0.15-0.40％，Mn：1.0-1.8％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.01-0.06％，B：0.0005-0.005％，P≤0.025％，S≤0.025％；余量为Fe。制造工艺包括转炉冶炼→挡渣出钢→钢包脱氧及合金化→LF钢包精炼→喂Si-Ca线→钢包底吹氩软吹→方坯全保护浇铸→铸坯加热→轧制→控制冷却。优点在于可显著降低使用者加工成本，经济效益显著。试制的含Mn、Cr、B非调质钢质量优良，达到了用户使用要求，已形成批量生产，发到用户使用，反映良好。

Description

一种含B中碳非调质钢及生产方法

技术领域

本发明涉属于非调质钢技术领域，特别是涉及一种含B中碳非调质钢及生产方法；是一种中碳含Mn、Cr、B非调质钢，适用于中碳非调质钢的生产。

背景技术

非调质钢是一种省去调质处理的新型节能绿色结构钢材料，其性能和价格比远优于传统的结构钢，用来代替调质钢，具有节省能源、材料综合性能较好、生产周期短等优点，可以减少环境污染、避免氧化、脱碳、变形、开裂。国内含B钢广泛应用在汽车等相关行业，需调质处理，生产成本较高，且调质处理后容易产生变形、开裂、脱碳等缺陷，本发明是在热锻后不进行淬火、回火等调质热处理，直接使用，同时具有优良的抗拉强度、疲劳强度和切削性的热锻用非调质钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含B中碳非调质钢及生产方法，是一种中碳含Mn、Cr、B非调质钢，无需调质处理，热轧组织为铁素体+珠光体(少量贝氏体)，具有较佳的抗拉强度和抗疲劳强度，用传统顶吹转炉或电炉+精炼+连铸+热轧工艺即可生产，可有效降低使用者的加工成本，节约能源，提高生产效率，改善环境。

为达到上述目的，本发明采用了下述技术方案：

本发明的含B中碳非调质钢的化学成分(按重量百分比)为：

C：0.36-0.44％，Si：0.15-0.40％，Mn：1.0-1.8％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.01-0.06％，B：0.0005-0.005％，P、S≤0.025％，其余为Fe。

本发明合金成分设计的理由如下：

碳：为保证钢的淬透性，提高钢的强度，碳成分范围在0.36-0.44％。

锰：提高钢的强度和韧性，Mn具有较强的固溶强化效果，可降低钢的相变温度，减缓奥氏体向珠光体的转变速度，提高淬透性，并能细化晶粒，提高强度和韧性。但提高Mn含量将提高珠光体的体积分数，降低钢的韧性，为保证较好的强韧性，锰成分范围在1.0-1.8％。

硅：Si在钢中固溶度较大，能显著强化铁素体，其固溶强化效果高于Mn，Si的增加可提高钢中铁素体体积分数，并使晶粒变细，有利于提高韧性，硅成分范围在0.15-0.40％。

铬：Cr是中等碳化物形成元素，可提高钢的淬透性，Cr能溶入铁素体中，产生固溶强化，提高钢的强度和韧性。铬成分范围在0.1-0.8％。

硼：B可显著提高钢的淬透性，而对其他性能无明显影响，硼成分范围在0.0005-0.005％。

钛：Ti在钢中主要与C、N形成化合物，细小的Ti(C、N)在加热过程中阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒，但不产生显著的强化效果。它优先与N结合，减少BN的形成，使B充分发挥作用。

本发明中碳含Mn、Cr、B非调质钢制造工艺包括转炉冶炼→挡渣出钢→钢包脱氧及合金化→LF钢包精炼→喂Si-Ca线→钢包底吹氩软吹→方坯全保护浇铸→铸坯加热→轧制→控制冷却。转炉采用脱硫铁水冶炼，双渣法高拉碳出钢，提高钢水洁净度。转炉终点碳控制在0.10％～0.2％，温度控制在1650～1670℃。挡渣出钢，渣面厚度50～70mm。

转炉出钢过程中加入专用脱氧剂-硅铝钡，进行钢水终脱氧，采用硅锰合金进行合金化，不足Mn部分用锰铁补齐，铬铁配铬。

LF炉精炼精炼过程中利用铝粒或电石进行渣面脱氧，调成分进线后，定氧活度氧小于10ppm后，加入钛铁，然后加入B线，加Ti-Fe和B线的间隔时间5min～15min，然后按照1～1.5m/吨钢的量喂入硅钙线，软吹氩流量按照50NL/min控制，时间保证在10～20分钟，保证大颗粒夹杂物充分上浮。

连铸采用全保护浇注，中间包采用碱性覆盖剂。连铸坯采用缓冷工艺，缓冷时间24～48小时。

轧制钢坯加热温度1050～1150℃，开轧温度为980～1030℃，终轧温度控制在850～950℃。

钢材控制冷却，保证轧后组织为铁素体+珠光体。

钢材的性能为：

力学性能：按下表规定的工艺正火后，加工成拉伸试样，符合下表规定的纵向力学性能。

末端淬透性：用预备热处理过的毛坯制成Φ25mm标准试样，并按GB/T 225进行末端淬透性试验，热处理制度及淬透性值应符合下表之要求。

本发明通过合理的成分配比和轧制加热控制，热轧材性能达到高抗拉强度、高疲劳强度。选择合适的脱氧剂和脱氧工艺，有效地控制了钢中夹杂物，通过精炼工艺和精炼渣系，确保窄成分范围控制及夹杂充分去除。

本发明与现有技术相比，具有突出的特点和显著优点：

1、用传统生产工艺，通过成分优化，生产高抗拉强度、高疲劳强度，可用于汽车构件的非调质钢。

2、可显著降低使用者的加工成本，省去热处理工序，节约能源，减少污染。

3、制造成本较低，具有显著的市场前景。

具体实施方式

本发明可在钢铁联合企业实施，下面是首钢二炼钢-棒材厂，采用本发明生产含B非调质钢的实例，其工艺路线为：

铁水扒渣-转炉冶炼-挡渣出钢-钢包脱氧合金化-钢包精炼炉-铝粒或电石渣面脱氧-180mm×180mm方坯铸机浇注-结晶器电磁搅拌配合末端电磁搅拌-入坑缓冷-轧机轧制-轧后冷却-成品包装。

表1转炉冶炼主要工艺参数

表2LF炉精炼主要工艺参数

表3连铸及轧制主要工艺参数

表4成品成分及性能

炉次	C，％	Si，	Mn，	P，％	S，％	Cr，％	B，％	Ti，％	T[O]，％
												％	％
0A06389	0.36	0.20	1.75	0.015	0.012	0.70	0.0040	0.024	0.0015
										0A06387	0.44	0.15	1.20	0.013	0.010	0.45	0.0023	0.050	0.0018
0C05754	0.40	0.28	1.60	0.017	0.008	0.421	0.0029	0.033	0.0017
										0C05067	0.41	0.28	1.56	0.020	0.006	0.506	0.0022	0.031	0.0015
0C05069	0.39	0.35	1.64	0.018	0.006	0.549	0.0030	0.031	0.0012

表5成品力学性能

表6成品末端淬透性检测

采用上述工艺方法生产的含B非调质钢，质量稳定，发给用户使用反映良好。

Claims (2)

1.一种含B中碳非调质钢，其特征在于，化学成分按重量百分比为：

C：0.36-0.44％，Si：0.15-0.40％，Mn：1.0-1.8％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.01-0.06％，B：0.0005-0.005％，P≤0.025％、S≤0.025％；余量为Fe。

2.一种权利要求1所述的含B中碳非调质钢的制备方法，制造工艺包括转炉冶炼→挡渣出钢→钢包脱氧及合金化→LF钢包精炼→喂Si-Ca线→钢包底吹氩软吹→方坯全保护浇铸→铸坯加热→轧制→控制冷却；其特征在于，工艺中控制如下技术参数：

转炉采用脱硫铁水冶炼，双渣法高拉碳出钢，提高钢水洁净度；转炉终点碳控制在0.10％～0.2％，温度控制在1650～1670℃，挡渣出钢，渣面厚度50～70mm；转炉出钢过程中加入专用脱氧剂-硅铝钡，进行钢水终脱氧，采用硅锰合金进行合金化，不足Mn部分用锰铁补齐，铬铁配铬；

LF炉精炼精炼过程中利用铝粒或电石进行渣面脱氧，调成分进线后，定氧活度氧小于10ppm后，加入钛铁，然后加入B线，加Ti-Fe和B线的间隔时间5min～15min，然后按照1～1.5m/吨钢的量喂入硅钙线，软吹氩流量按照50NL/min控制，时间保证在10～20分钟；

连铸采用全保护浇注，中间包采用碱性覆盖剂；连铸坯采用缓冷工艺，缓冷时间24～48小时；

轧制钢坯加热温度1050～1150℃，开轧温度为980～1030℃，终轧温度控制在850～950℃；

钢材控制冷却，保证轧后组织为铁素体+珠光体；

所述的含B中碳非调质钢化学成分按重量百分比为：

C：0.36-0.44％，Si：0.15-0.40％，Mn：1.0-1.8％，Cr：0.1-0.8％，Ti：0.01-0.06％，B：0.0005-0.005％，P≤0.025％、S≤0.025％；余量为Fe。