CN105088103A

CN105088103A - 一种抗低温脆性合金钢及其制备方法

Info

Publication number: CN105088103A
Application number: CN201510525598.0A
Authority: CN
Inventors: 陈程
Original assignee: Guangxi Nanning Zhicui Technology Consulting Co Ltd
Current assignee: Guangxi Nanning Zhicui Technology Consulting Co Ltd
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明公开了一种抗低温脆性合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.15-0.27%、硅0.25-0.46%、硼0.12-0.18%、钒0.05-0.14%、铅0.16-0.22%、铝0.04-0.09%、锑0.5-1.2%、铬0.6-1.8%、锡0.4-1.3%、锌0.05-0.8%、复合稀土元素0.04-0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。本发明的合金通过合金元素和科学配比，得到使用温度为-100至-175℃的合金钢，抗低温性能优良。

Description

一种抗低温脆性合金钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及到合金钢制造技术领域，具体地说是一种抗低温脆性合金钢及其制备方法。

背景技术

现在通用的低温钢种类及其化学成分是：

钢号ZG16Mn的化学成分百分比为：碳0.12-0.2、硅0.2-0.5、锰1.2-1.6、硫≤0.045、磷≤0.04；钢号ZG09Mo2V化学成分百分比为：碳≤0.12、硅0.20-0.50、锰1.40-1.80、钒0.02-0.08、硫≤0.04、磷≤0.04；钢号ZG06MnNb化学成分百分比为：碳≤0.07、硅0.17-0.37、锰1.6-1.8、铌0.03-0.04、钒0.02-0.08、硫≤0.03、磷≤0.03；钢号ZG06A1NbCuN化学成分百分比为：碳≤0.08、硅小于等于0.35、锰0.8-1.28、铝0.04-0.15、铜0.3-0.4、氮0.01-0.015、铌0.04-0.08、硫≤0.035、磷≤0.02。

目前我国的低温用铸造低合金钢性能为：钢号ZG16Mn热处理规范900℃正火，600℃回火，V型缺口冲击功J（-40℃）12，使用温度为-40℃；钢号钢号ZG09Mo2V热处理规范930℃正火，670℃回火，V型缺口冲击功J（-70℃）24，使用温度为-70℃；钢号ZG06MnNb热处理规范930℃正火，V型缺口冲击功J（-70℃）18,5，使用温度为-90℃；钢号ZG06A1NbCuN热处理规范930℃正火，V型缺口冲击功J（-60℃）33，V型缺口冲击功J（-80℃）40，V型缺口冲击功J（-100℃）1，使用温度为-100℃。

从上述化学组分和性能可以看出，低合金钢的最低使用温度为-100℃，而ZG16Mn的最低使用温度为-40℃，且冲击功只有12J。而铸件使用的最低温度为-175℃，-46℃时，冲击功不低于18J。在最低使用温度为-175℃时，不采用高合金钢，而是用改性ZG16Mn替代高合金钢，是不能达到抗低温脆性要求的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了抗低温脆性合金钢及其制备方法。

本发明的方案是通过这样实现的：

一种抗低温脆性合金钢，由以下重量组分组成：碳0.15-0.27%、硅0.25-0.46%、硼0.12-0.18%、钒0.05-0.14%、铅0.16-0.22%、铝0.04-0.09%、锑0.5-1.2%、铬0.6-1.8%、锡0.4-1.3%、锌0.05-0.8%、复合稀土元素0.04-0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

优选的，所述的抗低温脆性合金钢由以下重量组分组成：碳0.18-0.22%、硅0.35-0.42%、硼0.14-0.16%、钒0.09-0.12%、铅0.19-0.22%、铝0.06-0.09%、锑0.7-1%、铬1-1.5%、锡0.6-1.1%、锌0.35-0.6%、复合稀土元素0.06-0.9%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

优选的，所述的抗低温脆性合金钢由以下重量组分组成：碳0.19%、硅0.38%、硼0.14%、钒0.12%、铅0.21%、铝0.07%、锑0.8%、铬1.2%、锡0.9%、锌0.4%、复合稀土元素0.6%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

优选的，所述复合稀土元素包括铈、钕、铕、钆、铒、镥、钇中的两种以上。

制备上述抗低温脆性合金钢方法，包括以下步骤：

(1)冶炼：将废铁、废钢及废合金钢放入中频炉内，再向中频炉通低电流，中频炉内配料预热后全负荷送电，直至中频炉内配料熔化并进行成分初调；

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

(4)连轧：连铸坯入轧钢加热炉加热，经过连轧机组轧制，轧制成圆钢。

优选的，所述中频炉的炉衬为碱性炉衬。

优选的，所述碱性炉衬为热石灰炉衬。

优选的，所述高拉速其拉速为0.9-1.0m/min。

优选的，所述高拉矫其温度为1150-1200℃。

优选的，所述轧钢加热炉其加热温度为350-450℃。

本发明具备以下良好效果：

（1）通过合金元素和科学配比，得到使用温度为-100至-175℃的合金钢，抗低温性能优良。

（2）韧性好，脆性小，适合加工各种低温使用部件。

（3）大大提高成材率和生产效率，生产成本低。。

具体实施方式

以下结合实施例描述本发明的一种抗低温脆性合金钢及其制备方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1

一种抗低温脆性合金钢，由以下重量组分组成：碳0.19%、硅0.38%、硼0.14%、钒0.12%、铅0.21%、铝0.07%、锑0.8%、铬1.2%、锡0.9%、锌0.4%、复合稀土元素0.6%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括铈、钕、铕、钆、铒、镥、钇。

制备上述抗低温脆性合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

其中，中频炉的炉衬为碱性热石灰炉衬，高拉速其拉速为0.9m/min，高拉矫其温度为1150℃，轧钢加热炉其加热温度为350℃。

实施例2

一种抗低温脆性合金钢，由以下重量组分组成：碳0.15%、硅0.25%、硼0.12%、钒0.05%、铅0.16%、铝0.04%、锑0.5%、铬0.6%、锡0.4%、锌0.05%、复合稀土元素0.04%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括铈、钕、铒、镥、钇。

制备上述抗低温脆性合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

其中，中频炉的炉衬为碱性热石灰炉衬，高拉速其拉速为1.0m/min，高拉矫其温度为1200℃，轧钢加热炉其加热温度为450℃。

实施例3

一种抗低温脆性合金钢，由以下重量组分组成：碳0.27%、硅0.46%、硼0.18%、钒0.14%、铅0.22%、铝0.09%、锑1.2%、铬1.8%、锡1.3%、锌0.8%、复合稀土元素0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括、铒、镥、钇中。

制备上述抗低温脆性合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

其中，中频炉的炉衬为碱性热石灰炉衬，高拉速其拉速为0.95m/min，高拉矫其温度为1180℃，轧钢加热炉其加热温度为400℃。

实施例4

一种抗低温脆性合金钢，由以下重量组分组成：碳0.2%、硅0.33%、硼0.14%、钒0.09%、铅0.18%、铝0.07%、锑0.9%、铬0.7%、锡0.9%、锌0.06%、复合稀土元素0.08%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括、铒、镥、钇中。

制备上述抗低温脆性合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

实施例5

一种抗低温脆性合金钢，由以下重量组分组成：碳0.25%、硅0.38%、硼0.16%、钒0.12%、铅0.16-0.22%、铝0.05%、锑0.7%、铬1.2%、锡0.7%、锌0.5%、复合稀土元素0.8%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

其中，复合稀土元素包括、铒、镥、钇中。

制备上述抗低温脆性合金钢方法，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

Claims

1.一种抗低温脆性合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.15-0.27%、硅0.25-0.46%、硼0.12-0.18%、钒0.05-0.14%、铅0.16-0.22%、铝0.04-0.09%、锑0.5-1.2%、铬0.6-1.8%、锡0.4-1.3%、锌0.05-0.8%、复合稀土元素0.04-0.1%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

2.根据权利要求1所述的抗低温脆性合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.18-0.22%、硅0.35-0.42%、硼0.14-0.16%、钒0.09-0.12%、铅0.19-0.22%、铝0.06-0.09%、锑0.7-1%、铬1-1.5%、锡0.6-1.1%、锌0.35-0.6%、复合稀土元素0.06-0.9%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

3.根据权利要求2所述的抗低温脆性合金钢，其特征在于：由以下重量组分组成：碳0.19%、硅0.38%、硼0.14%、钒0.12%、铅0.21%、铝0.07%、锑0.8%、铬1.2%、锡0.9%、锌0.4%、复合稀土元素0.6%、磷<0.03%、硫<0.03%、余量为铁。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抗低温脆性合金钢，其特征在于：所述复合稀土元素包括铈、钕、铕、钆、铒、镥、钇中的两种以上。

5.一种抗低温脆性合金钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)LF精炼：在LF炉中进行脱氧及成分微调；

(3)连铸：采用高拉速、高拉矫温度，在连铸机上浇成连铸坯;

6.根据权利要求5所述的抗低温脆性合金钢的制备方法，其特征在于：所述中频炉的炉衬为碱性炉衬。

7.根据权利要求6所述的抗低温脆性合金钢的制备方法，其特征在于：所述碱性炉衬为热石灰炉衬。

8.根据权利要求5所述的抗低温脆性合金钢的制备方法，其特征在于：所述高拉速其拉速为0.9-1.0m/min。

9.根据权利要求5所述的抗低温脆性合金钢的制备方法，其特征在于：所述高拉矫其温度为1150-1200℃。

10.根据权利要求5所述的抗低温脆性合金钢的制备方法，其特征在于：所述轧钢加热炉其加热温度为350-450℃。