CN103484769A

CN103484769A - 一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法

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Publication number: CN103484769A
Application number: CN201310469229.5A
Authority: CN
Inventors: 冯勇; 孙卫华; 刘晓东; 孙风晓; 王宪德; 张磊; 王南辉; 贾慧领; 贾希光; 史金柱; 谢晖; 毕玉顺; 宋雷明
Original assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: CN103484769B

Abstract

本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法。一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的钢板中各组分的含量如下：碳：0.21-0.30%；硅：0.15-0.50%；锰：1.30-1.90%；钛：0.020-0.040%；铜≤0.25%；磷≤0.015%；硫≤0.010%；硼：0.0008-0.0025%，余量为铁和不可避免的杂质。采用本发明生产的装载机主刃板、推土机、平地机铲刃用高耐磨钢达到了优异的硬度和强韧性匹配，韧脆性转变温度在-20℃以下。组织中的硬相含量可达到98%，布氏硬度430-490HBW；钢板的抗拉强度范围在1380-1490MPa，通过回火处理，消除了组织内应力，提高了塑性指标，延伸率能达到12%。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，实施效果显著。

Description

一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法。

背景技术

传统的高锰耐磨钢，锰含量达13%以上，碳含量0.70-1.0%，需要两次淬火热处理，水韧处理工艺复杂，时间长，成本高；高锰钢冶炼加入锰合金量过大，需要电弧炉冶炼，浇注偏析严重，轧制过程困难，基本不适宜轧制生产，多以电炉铸钢形式生产。装载机主刃板、平地机铲刃多数使用铸造件，价格高，外表质量粗糙，没有强烈碰撞缺少形成马氏体转变条件，使用寿命不高。碳锰含量偏高，无法实施良好的焊接；低温韧性差，不适宜寒冷地区使用；成本较高，不利于节能环保。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，采用该方法制得的钢板，其成本低，质量精细，使用寿命长。

本发明是针对装载机主刃板和平地机铲刃技术缺陷，改进了常规高锰钢技术的不足，设计降低锰含量和碳含量，适宜转炉快速冶炼，提供一种用含锰钛硼轧制钢板，淬火回火技术改善钢硬度及强韧性的方法，获得硬相马氏体金相组织，该方法流程短、效率高、易操作，易于焊接，成本低廉，实现转炉连铸工艺控制。

本发明是通过下述的技术方案来实现的：

一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，钢板中各组分的含量如下：碳：0.21-0.30%；硅：0.15-0.50%；锰：1.30-1.90%；钛：0.020-0.040%；铜≤0.25%；磷≤0.015%；硫≤0.010%；硼：0.0008-0.0025%，余量为铁和不可避免的杂质。

一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，包括下述的步骤：

（1）LF炉外精炼：加热时间15分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；

（2）VD/RH真空脱气：真空200Pa以下处理20分钟，喂线后氩气软吹10分钟；

（3）板坯加热：均热温度范围1100-1150℃，均热时间范围2.5-4.0小时。通过利用细小弥散的TiN质点和低温加热来抑制奥氏体晶粒长大，获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

（4）粗轧：开轧温度1050-1100℃，单道次压下率大于20%。通过反复再结晶细化奥氏体晶粒。

（5）精轧：开轧温度范围920-970℃, 单道次压下率大于15%。在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带。

（6）淬火：温度880-960℃，冷却速度范围15-35℃/s。形成高密度亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织。

（7）钢板回火：温度220～280℃，保温时间控制2h。

优选的，上述的钢板布氏硬度440-490HBW；淬火冷却速度大于15℃/s。

钢板的低温回火温度220-280℃。

钢板的低温回火温度为260℃。

淬火步骤中，加热温度为900℃。

淬火步骤中，冷却速度范围20℃/s。

板坯加热步骤中，均热时间为3小时。

本发明的有益效果在于，采用本发明生产的装载机主刃板、推土机、平地机铲刃用高耐磨钢达到了优异的硬度和强韧性匹配，韧脆性转变温度在-20℃以下。组织中的硬相含量可达到98%，布氏硬度430-490HBW；钢板的抗拉强度范围在1380-1490MPa，通过回火处理，消除了组织内应力，提高了塑性指标，延伸率能达到12%。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性的进步，实施效果显著。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

板坯熔炼成份为：

C：0.29%，Si：0.35%，Mn：1.42%，P：0.013%，S：0.001%, Al:0.033%，Cu:0.11%, Ti：0.023%，B:0.0013%，其余为Fe及不可避免的杂质。

板坯均热温度（℃）：1120；均热时间（小时）：3.5；粗轧温度（℃）：1090；粗轧单道次压下率（%）：大于21；精轧温度（℃）：960；精轧单道次压下率（%）：大于15；淬火加热温度（℃）920；冷却速度（℃/s）：23；回火温度（℃）：250；回火时间（min）：120。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度32mm；布氏硬度479HBW；屈服强度（MPa）:1390；抗拉强度（MPa）：1490；断后伸长率（%）：10.0；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-20℃）: 37J、35J、36J；

实施例2

板坯均热温度（℃）：1150；均热时间（小时）：2.8；粗轧温度（℃）：1130；粗轧单道次压下率（%）：大于20；精轧温度（℃）：960；精轧单道次压下率（%）：大于15；加热温度（℃）920；冷却速度（℃/s）：22；回火温度（℃）：240；回火时间（min）：120。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度28mm；布氏硬度472HBW；屈服强度（MPa）:1390；抗拉强度（MPa）：1480；断后伸长率（%）：10；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-20℃）: 34J、34J、35J。

实施例3

板坯熔炼成份为：

C：0.24%，Si：0.32%，Mn：1.67%，P：0.014%，S：0.002%, Al:0.030%，Cu:0.13%, Ti：0.025%，B:0.0017%，其余为Fe及不可避免的杂质。

板坯均热温度（℃）：1128；均热时间（小时）：3.7；粗轧温度（℃）：1100；粗轧单道次压下率（%）：大于20；精轧温度（℃）：970；精轧单道次压下率（%）：大于15；淬火加热温度（℃）932；冷却速度（℃/s）：22；回火温度（℃）：280；回火时间（min）：120。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度40mm；布氏硬度467HBW；屈服强度（MPa）:1340；抗拉强度（MPa）：1450；断后伸长率（%）：10.8；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-20℃）: 42J、45J、46J；

实施例4

板坯熔炼成份为：

C：0.29%，Si：0.38%，Mn：1.49%，P：0.019%，S：0.003%, Al:0.030%，Cu:0.16%, Ti：0.022%，B:0.0015%，其余为Fe及不可避免的杂质。

板坯均热温度（℃）：1110；均热时间（小时）：3.6；粗轧温度（℃）：1095；粗轧单道次压下率（%）：大于22；精轧温度（℃）：980；精轧单道次压下率（%）：大于16；淬火加热温度（℃）940；冷却速度（℃/s）：24；回火温度（℃）：270；回火时间（min）：120。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度25mm；布氏硬度476HBW；屈服强度（MPa）:1375；抗拉强度（MPa）：1480；断后伸长率（%）：10.5；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-20℃）: 39J、38J、39J；

实施例5

板坯熔炼成份为：

C：0.27%，Si：0.36%，Mn：1.67%，P：0.017%，S：0.003%, Al:0.029%，Cu:0.13%, Ti：0.022%，B:0.0019%，其余为Fe及不可避免的杂质。

板坯均热温度（℃）：1130；均热时间（小时）：3.8；粗轧温度（℃）：1100；粗轧单道次压下率（%）：大于22；精轧温度（℃）：980；精轧单道次压下率（%）：大于16；淬火加热温度（℃）940；冷却速度（℃/s）：25；回火温度（℃）：270；回火时间（min）：120。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度20mm；布氏硬度477HBW；屈服强度（MPa）:1385；抗拉强度（MPa）：1480；断后伸长率（%）：10.9；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-20℃）: 42J、44J、46J；

实施例6

成分：C：0.27%，Si：0.36%，Mn：1.67%，P：0.017%，S：0.003%, Al:0.029%，Cu:0.13%, Ti：0.022%，B:0.0019%，其余为Fe及不可避免的杂质。

板坯均热温度（℃）：1120；均热时间（小时）：3.6；粗轧温度（℃）：1090；粗轧单道次压下率（%）：大于21；精轧温度（℃）：970；精轧单道次压下率（%）：大于16；淬火加热温度（℃）930；冷却速度（℃/s）：20；回火温度（℃）：270；回火时间（min）：120。

钢板力学性能：

规格：钢板厚度18mm；布氏硬度479HBW；屈服强度（MPa）:1390；抗拉强度（MPa）：1485；断后伸长率（%）：10.7；冷弯：合格；V型纵向冲击功（-20℃）: 45J、47J、47J。

Claims

1.一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的钢板中各组分的含量如下：碳：0.21-0.30%；硅：0.15-0.50%；锰：1.30-1.90%；钛：0.020-0.040%；铜≤0.25%；磷≤0.015%；硫≤0.010%；硼：0.0008-0.0025%，余量为铁和不可避免的杂质。

2.一种通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，该方法包括下述的步骤：

（1）LF炉外精炼：加热时间10-20分钟，造白渣脱硫，加入微量合金调整钛含量；

（2）VD/RH真空脱气：真空200Pa以下处理10-30分钟，喂线后氩气软吹6-20分钟；

（3）板坯加热：均热温度范围1100-1150℃，均热时间2.5-4.0小时，获得细小而均匀的奥氏体晶粒；

（4）粗轧：开轧温度1050-1100℃，单道次压下率大于20%，通过反复再结晶细化奥氏体晶粒；

（5）精轧：开轧温度范围920-970℃, 单道次压下率大于15%，在未结晶奥氏体区施以大变形量，使奥氏体晶粒拉伸成变形带；

（6）淬火：温度880-960℃，冷却速度15-35℃/s，形成高密度亚结构，获得细小均匀的98%马氏体金相显微组织；

（7）钢板回火：温度220～300℃，保温时间控制2h。

3.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的钢板布氏硬度440-490HBW；淬火冷却速度大于15℃/s。

4..根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述钢板的回火温度220-280℃。

5.根据权利要求4所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述钢板回火温度为260℃。

6.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的淬火步骤中，加热温度为900℃。

7.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的淬火步骤中，冷却速度范围20℃/s。

8.根据权利要求2所述的通过调整锰钛硼的含量提高钢板性能的方法，其特征在于，所述的板坯加热步骤中，均热时间为3小时。