CN105369150B - 一种超高强度装甲钢板制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种超高强度装甲钢板制造方法,涉及装甲钢板制造,解决现有装甲钢板屈服强度及抗拉强度不佳的问题,本方法包含:按照化学元素成分的重量百分比配备炼钢材料;加入电炉熔炼成钢水;钢水送入LF炉精炼;再送入VD炉真空精炼;将钢水浇注成钢锭;将钢锭进退火炉退火;对钢锭进行电渣重熔,产出电渣扁锭;将电渣扁锭轧制成中间坯;将中间坯实施退火;将中间坯轧制成钢板;对钢板进行热处理,制成超高强度装甲钢板。本发明制成的钢板其屈服强度在1370MPa以上,抗拉强度在1620MPa以上,淬火+回火后抗拉强度指标可以达到2200‑2350MPa;该钢板应用于装甲车,能够满足武器装备炮弹防护的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及装甲钢板制造,尤其是指一种超高强度装甲钢板制造方法。
背景技术
“超高强度钢“一般指屈服强度在1370MPa以上及抗拉强度在1620MPa以上的合金钢。按其合金化程度和显微组织分为低合金中碳马氏体强化超高强度钢、中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢、高合金中碳Ni—Co型超高强度钢、超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢、半奥氏体沉淀硬化型不锈钢等。超高强度钢宜用于制造装甲防护的钢板。
金属材料的最重要的强化机制主要有:热处理强化和形变强化。
热处理强化是通过钢材的重新加热、保温和冷却,改变内部组织或者析出强化相来来获得强度和硬度的提高。热处理强化可以分为珠光体强化、贝氏体强化和马氏体强化。珠光体实际上是片状渗碳体和铁素体的机械混合物,珠光体组织的尺寸决定了珠光体强化的效果。珠光体组织越细小,则强度硬度提高越明显。但珠光体组织在提高强度硬度指标的同时,造成韧脆转变温度上升和冲击韧性的降低。使得金属材料硬而脆,不适合加工和成型。
贝氏体强化是通过将钢材加热到奥氏体状态,并且在较低温度下进行等温转变,形成含碳量有一定饱和程度的铁素体和及其分散的渗碳体的机械混合物。贝氏体的强度硬度和韧性主要由形成温度、铁素体晶粒大小、铁素体片层间距、碳化物颗粒大小及分布等决定。上贝氏体不光强度提高不明显,而且韧性降低很明显,实际生产过程必须避免该种组织的形成。下贝氏体可以获得较高强度并保持适当的韧性。但下贝氏体的强度与韧性与马氏体的强度和韧性相比,仍然有较大差距。
马氏体强化是将钢加热到奥氏体化温度区间,在快速冷却的条件下(可以有不同的冷却手段,如空冷、风冷、油冷及水冷等),形成含碳量过饱和的固溶体。马氏体不仅有非常高的强度而且有极好的韧性,所以是一种非常好的热处理强化手段,马氏体强化原因是碳的固溶强化,过饱和固溶体中存在的大量孪晶、位错和层错。对晶粒和晶界的强化效果非常明显。
形变强化是另一种重要的强化方法。根据形变温度的高低,分为冷形变和热形变。凡是低于再结晶温度的塑性变形称为冷变形,凡是高于再结晶温度的塑性变形称为热变形。冷变形主要通过位错强化及加工硬化来提高材料的强度,对金属材料来说,冷变形强化程度随变形量大小而变化,冷变形量越大,材料强度提升越明显,这是共性规律。热变形主要是通过晶粒细化和增加金属致密度来达到提高强度的效果。
专利申请号CN200910063579.5公开了一种超高强度贝氏体装甲用钢及其制造方法),其是通过热处理强化方法中贝氏体强化方法来制造高强度钢板,其与本发明通过马氏体强化方法来制造高强度钢板有明显差异;其主要工艺流程为炼钢+精炼→模铸或连铸→热轧→热处理,这与本发明主要工艺流程为电炉+精炼→铸造电极→电渣→热轧→退火的生产过程也有明显差距。另外两者在成分设计上差异也较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题,提供一种屈服强度在1370MPa以上,抗拉强度在1620MPa以上,能够保证产品表面质量和内部质量的超高强度装甲钢板的制造方法
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种超高强度装甲钢板,其中所述装甲钢板包含的化学元素及其成分重量百分比为:
C:0.50~0.53%,Si:1.65~1.85%,Mn:≤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%,[N]:≤0.0080%,余量为Fe。
本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的:
一种超高强度装甲钢板的制造方法,其包含以下步骤:
S1,按照以下化学元素成分的重量百分比配备炼钢材料:
C:0.50~0.53%,Si:1.65~1.85%,Mn:≤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%,[N]:≤0.0080%,余量为Fe;
S2,将所述炼钢材料一起加入电炉中熔炼成液态钢水;
S3,将步骤S2生产的钢水送入LF炉精炼;
S4,将上述LF炉内出钢的钢水送入VD炉真空精炼;
S5,对VD炉真空精炼后钢水进行浇注工艺,成为钢锭;
S6,将浇注的钢锭送进退火炉退火,退火工艺:
钢锭装入退火炉后,关闭炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到650-750℃时,开始保温,并维持2-18小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下将物料出炉;
S7,对上述退火后的钢锭进行电渣重熔,产出电渣扁锭;
S8,将电渣扁锭轧制成中间坯,电渣扁锭厚度为340-350mm,宽度为1250mm,电渣扁锭装入室式炉进行加热,控制升温速度≤120℃/h,均热温度为1200-1260℃,均热时间控制在120-150分钟;在炉时间控制在360-600分钟;
S9,将中间坯实施退火;
S10,将退火后的中间坯轧制成钢板:将中间坯安排在步进炉加热,控制升温速度≤120℃/h,均热温度设计为1200-1260℃,在炉时间控制在200-300分钟,均热时间控制在60-120分钟,然后轧制成钢板;
S11,对钢板进行热处理,制成超高强度装甲钢板。
所述步骤S2中的电炉采用EF炉:
将所述步骤S1配备的炼钢材料加入EF炉中熔化材料,造渣脱氧脱硫,形成液态钢水;在此步骤中,拉渣条件:温度T≥1640℃,磷P≤0.002%;出渣后继续添加脱氧剂0.5-1.0Kg/t预脱氧,然后加入石灰造新渣,石灰加入量为:200-300Kg/炉,萤石适量;出钢条件:满足温度T≥1630℃,P≤0.003%;出钢时钢包内加入Si-Al-Fe脱氧,加入量:0.5-2Kg/t。
所述步骤S2中的电炉采用EBT炉:
将所述步骤S1配备的炼钢材料一起加入EBT炉中熔化材料,实现无渣出钢,形成液态钢水;在此步骤中,出钢条件满足温度T≥1630℃,P≤0.003%,O≤800ppm;出钢前定氧,氧活度满足≤800ppm;出钢前合金元素满如下要求:C为0.35-0.45,Si为0.80-1.20,Cr为0.30-0.45,P≤0.005%;出钢随钢流加SiFe,配Si至1.00%左右,并向出钢包内加入Si-Al-Fe:2.5-3.0Kg/t,同时随钢流加入渣料石灰200-300Kg/炉。
所述步骤S3包含:
S31,LF炉精炼时,分批补加石灰100-300Kg/批,一般总批次为1-3批,确保炉渣流动性良好和渣色变白;渣面脱氧采用SiFe粉及C粉,Ar(氩)气压力调整到钢水不翻出渣面为原则;
S32,钢水温度控制到1635-1650℃,倒渣70-80%,并向VD工位吊包;
元素重量百分比的含量满足如下要求才能向VD工位吊包:
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%,余量为Fe。
所述步骤S4包含:
S41,抽真空至真空度66.7Pa,并保持15分钟以上;
S42,保持真空度66.7Pa,确保Ar流量≥70NL/min;
S43,退除真空泵后对钢水测温取样;在线定H,并喂Si-Ca丝0.7Kg/t或喂纯Ca丝0.2Kg/t;
S44,对钢水进行底吹氩弱搅拌,底吹氩弱搅拌时间需≥10分钟;
S45,控制吊包温度为1537-1547℃。
所述步骤S5包含:
S51,浇注采用“7030”保护渣,该保护渣配方是:
FC:3.5-4.5%,SiO2:41-43%,Al2O3:16.5-17.5%,CaO:14-16%,MgO:0.68-1.68%,Na2O:4.12-6.12%,Fˉ:1.03-2.03%,LOI:5.77-9.77%,TC:3.9-5.9%,Fe2O3:5-7%;
S52,清除水口结瘤;
S53,浇注锭型采用290扁锭,浇毕8小时起吊,成为钢锭。
所述步骤S7包含:
S71,电渣重熔,产出的电渣扁锭,其具体工艺为:
原料尺寸:290*1200*(2500-2600),单位mm;
结晶器尺寸:350×1250×2400单位mm,生产出的电渣扁锭的尺寸;
渣系:BWK-7030(CaF2:Al2O3=70:30),渣量380Kg;
熔速:12-14Kg/min;
S72,将电渣扁锭冷却180分钟后脱模热送退火。退火的目的是消除热应力和相变应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;同时细化晶粒,调整组织,均匀成分,减少偏析,消除组织缺陷,改善加工性能。
电渣扁锭按照图2退火工艺曲线进行退火:
电渣扁锭装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到650-750℃时,开始保温,并维持4-24小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下可以将物料出炉。
S73,电渣扁锭退火完成后,将电渣扁锭局部缺陷进行研磨精整。
所述步骤S9包含:
S91,中间坯进行退火,退火工艺:
轧制中间坯装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到620-720℃时,开始保温,并维持2-18小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下可以将物料出炉;
S92,退火后,进行中间坯修磨:将表面存在的夹渣、凹坑、裂纹、氧化皮清除干净。
S93,修磨后,实施切割:尾部切割8%,头部切割3%,采用火焰切割。
所述步骤S11中钢板热处理是安排在电加热炉退火,退火工艺:
钢板装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到600-780℃时,开始保温,并维持8-48小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到300℃以下可以将物料出炉。
本发明的有益效果:
本发明采用的是马氏体强化方法来满足超高强度装甲钢板要求的高强度和高韧性。本发明方法不涉及冷变形,只涉及热变形。本发明制成的钢板可以获得强度韧性综合性能更加优异的性能,其屈服强度在1370MPa以上,抗拉强度在1620MPa以上,淬火+回火后抗拉强度指标可以达到2200-2350MPa。延伸率可以达到8-10.5%,不光强度高,而且塑性好,同时加工成型性能良好,能够保证产品表面质量和内部质量。而原有合金结构钢的强度无法达到本发明材料的强度指标,4130、4340、D6AC和6150钢是典型的合金结构钢,这些品种淬火+回火后其抗拉强度分别为1550、1980、2000、2050MPa,这几种材料当强度调质到2050MPa以上时,其延伸率只有1-2%,难以承受高速炮弹的冲击,不具有防弹性能,而且难以加工成型。本发明制造的钢板应用于装甲车,能够满足武器装备炮弹防护的使用要求。本发明通过合理的成分设计,合理的冶炼参数设计,合理的加热轧制工艺参数的设计,保证产品表面质量和内部质量,通过马氏体强化后钢板满足强度指标和塑性指标要求。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果,以下将结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明方法中的钢锭(电极)热处理曲线图;
图2为本发明方法中的电渣扁锭退火曲线图;
图3为本发明方法中的轧制中间坯退火曲线图;
图4为本发明方法中的钢板热处理曲线图;
图5为本发明超高强度装甲钢板制造方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明提供的超高强度装甲钢板包含的化学元素及其成分重量百分比为:
C:0.50~0.53%,Si:1.65~1.85%,Mn:≤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%,[N]:≤0.0080%,余量为Fe。
为了保证材料的淬透性,同时保证淬火过程碳的过饱和固溶,成分设计时必须保证有一定含量的C、Cr、Mo。另外适当添加合金元素V,淬火时形成大量颗粒细小且弥散分布的VC强化相,能够明显提高材料的强度指标。同时要考虑到材料的韧性,有必要添加一定含量的Ni,Ni的加入可以显著降低材料的韧脆转变温度,保证材料在低温仍然保持比较高的冲击值,防止材料产生脆性而断裂。
参见图5,本发明上述提供的超高强度装甲钢板的制造方法包含如下步骤:
S1,按照以下化学元素成分的重量百分比配备炼钢材料:
C:0.50~0.53%,Si:1.65~1.85%,Mn:≤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%,[N]:≤0.0080%,余量为Fe。
S2,将所述炼钢材料一起加入电炉中熔炼成液态钢水(该步骤是现有技术,是本发明方法的必要流程),电炉熔炼的主要任务是通电后熔化材料,造渣脱氧脱硫,形成符合成分要求的液态钢水。
所述电炉可以采用电炉初炼炉(EF炉),也可以采用EBT炉。下面分别说明采用EF炉或EBT炉时的上述步骤S2的内容:
S21,电炉采用电炉初炼炉(EF炉):
将所述步骤S1配备的炼钢材料一起加入电炉初炼炉(EF炉)中熔炼成液态钢水,EF炉的主要任务是通电后熔化材料,造渣脱氧脱硫,形成符合成分要求的液态钢水。
在此步骤中,务必保证氧化期流渣去磷,拉渣干净,确保钢液中P、S含量符合要求。拉渣应符合如下条件:温度T≥1640℃,磷P≤0.002%。出渣后继续添加脱氧剂0.5-1.0Kg/t预脱氧,然后加入石灰造新渣,石灰加入量为:200-300Kg/炉,萤石适量,保证渣的流动性良好,化渣均匀,出钢条件必须满足温度T≥1630℃,P≤0.003%。出钢时钢包内加入Si-Al-Fe脱氧,加入量:0.5-2Kg/t,确保钢水低氧位。
S22,电炉采用EBT炉:
EBT(Eccentric Bottom Tapping的简称,即偏心底出钢法)。EBT电炉的优越性在于,实现了无渣出钢和增加了水冷炉壁使用面积,其优点如下:
(1)出钢倾动角度减少,简化了电炉倾动结构,降低短网阻抗,增加水冷炉壁使用面积,提高炉体寿命。
(2)实现了留钢留渣操作,无渣出钢,改善了钢质量,有利于精炼操作,留钢留渣有利电炉冶炼、节约能源。
(3)炉底部出钢。降低出钢温度,节约电耗,减少二次氧化,提高钢的质量,提高钢包寿命。
电炉采用EBT炉时,将所述步骤S1配备的炼钢材料一起加入EBT炉中熔炼成液态钢水,EBT炉的主要任务是通电后熔化材料,实现无渣出钢,形成符合成分要求的液态钢水。
在此步骤中,出钢条件必须满足温度T≥1630℃,P≤0.003%,O≤800ppm。出钢前尽量多流渣,出钢随钢流加SiFe,配Si至1.00%左右,并向出钢包内加入Si-Al-Fe:2.5-3.0Kg/t,同时随钢流加入渣料石灰200-300Kg/炉。
出钢前定氧,根据氧活度决定是否补加脱氧剂。当氧活度≤800ppm时不用补加脱氧剂,当氧活度>800ppm,必须加C粉或C球重新脱氧,重新测氧活度,直到氧活度≤800ppm时才不用补加脱氧剂;出钢前主要合金元素必须满如下要求:C:0.35-0.45,Si:0.80-1.20,Cr:0.30-0.45,P≤0.005%。
S3,将步骤S2生产的钢水送入LF炉精炼。
LF炉(LADLE FURNACE的简称,即钢包精炼炉),其是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉的主要任务有五项,分别是:①脱硫,②温度调节,③精确的成分微调,④改善钢水纯净度以及⑤造渣;该步骤包含:
S31,LF炉精炼时,分批补加石灰100-300Kg/批,一般总批次为1-3批,确保炉渣流动性良好和渣色变白;渣面脱氧采用SiFe粉及C粉,Ar(氩)气压力调整到钢水不翻出渣面为原则;
S32,钢水温度控制到1635-1650℃,可以倒渣70-80%,并向VD工位吊包;
元素重量百分比的含量务必满足如下要求才能向VD工位吊包(余量为Fe):
S4,将上述LF炉内出钢的钢水送入VD炉真空精炼。
VD(Vacuum Degasification的简称,即真空精炼),真空精炼炉的主要目的是为了脱除钢中[H]、[O]、[C]、[N]以及去除夹杂,均匀钢水成分和温度,该步骤包含:
S41,抽真空至真空度66.7Pa,并保持15分钟以上;
S42,保持真空度66.7Pa,确保Ar流量≥70NL/min;
S43,退除真空泵后对钢水测温取样;在线定H,并喂Si-Ca丝0.7Kg/t或喂纯Ca丝0.2Kg/t;
S44,对上述达到指标的钢水进行底吹氩弱搅拌,底吹氩弱搅拌时间需≥10分钟;
S45,控制吊包温度在1537-1547℃为宜。
S5,对VD炉真空精炼后钢水进行浇注工艺,成为钢锭。
该步骤包含:
S51,浇注采用“7030”保护渣(其配方是,FC:3.5-4.5%,SiO2:41-43%,Al2O3:16.5-17.5%,CaO:14-16%,MgO:0.68-1.68%,Na2O:4.12-6.12%,Fˉ:1.03-2.03%,LOI:5.77-9.77%,TC:3.9-5.9%,Fe2O3:5-7%);
S52,发现水口有结瘤时应立即清除,严禁掉入钢锭模内;
S53,浇注锭型采用290扁锭,浇毕8小时起吊,成为钢锭。
S6,将浇注的钢锭送进退火炉退火,退火按图1工艺执行:
钢锭(即电极)装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h(h指小时),当炉气温度达到650-750℃时,开始保温,并维持2-18小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下可以将物料出炉。
S7,对上述退火后的钢锭进行电渣重熔,产出电渣扁锭,该步骤包含:
S71,电渣重熔(electroslag remelting)是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法,其主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢,纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。电渣重熔后产出电渣扁锭,其具体工艺为:
原料尺寸(mm):290*1200*(2500-2600),该尺寸就是步骤S53浇注的扁锭尺寸;
结晶器尺寸(mm):350×1250×2400;其截面尺寸就是电渣重熔后产出的电渣扁锭的截面尺寸;
渣系:BWK-7030(CaF2:Al2O3=70:30),渣量380Kg;
熔速:12-14Kg/min;
S72,将电渣扁锭冷却180分钟后脱模热送退火。退火的目的是消除热应力和相变应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;同时细化晶粒,调整组织,均匀成分,减少偏析,消除组织缺陷,改善加工性能。
电渣扁锭按照图2退火工艺曲线进行退火:
电渣扁锭装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到650-750℃时,开始保温,并维持4-24小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下可以将物料出炉。
S73,电渣扁锭退火完成后,将电渣扁锭局部缺陷进行研磨精整。
S8,将电渣扁锭轧制成中间坯,电渣扁锭厚度为340-350mm,宽度为1250mm,电渣扁锭装入室式炉进行加热,控制升温速度≤120℃/h,均热温度设计为1200-1260℃,在炉时间控制在360-600分钟。均热时间控制在120-150分钟。
S9,将中间坯实施退火,该步骤包含:
S91,中间坯的退火,退火工艺曲线图见图3:
轧制中间坯装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到620-720℃时,开始保温,并维持2-18小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下可以将物料出炉。
S92,中间坯退火完成后,进行中间坯修磨:将表面存在的夹渣、凹坑、裂纹、氧化皮等清除干净。
S93,中间坯修磨完成后,实施切割:尾部(带引锭板一端)切割8%,头部切割3%,切割方法是火焰切割。
S10,将退火后的中间坯轧制成钢板:将中间坯安排在步进炉加热,控制升温速度≤120℃/h,均热温度设计为1200-1260℃,在炉时间控制在200-300分钟,均热时间控制在60-120分钟,然后轧制成钢板。
S11,对钢板进行热处理,制成超高强度装甲钢板。
对钢板进行热处理,目的是降低硬度,改善切削加工性;消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
钢板热处理安排在电加热炉退火,退火按照图4要求实施:
钢板装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到600-780℃时,开始保温,并维持8-48小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到300℃以下可以将物料出炉。
由于本发明原料经过电渣重熔,电渣重熔对钢水气体含量的降低和夹杂物的去除有明显效果,所以本发明制成的钢板气体含量相当低,达到H=0.0001,O=0.0009的超低含量水平。其它普通电炉炼钢的O含量水平平均在0.0030-0.0050的范围。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明的目的,而并非用作对本发明的限定,只要在本发明的实质范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
Claims (9)
1.一种超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于包含以下步骤:
S1,按照以下化学元素成分的重量百分比配备炼钢材料:
C:0.50~0.53%,Si:1.65~1.85%,Mn:≤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%,[N]:≤0.0080%,余量为Fe;
S2,将所述炼钢材料一起加入电炉中熔炼成液态钢水;
S3,将步骤S2生产的钢水送入LF炉精炼;
S4,将上述LF炉内出钢的钢水送入VD炉真空精炼;
S5,对VD炉真空精炼后钢水进行浇注工艺,成为钢锭;
S6,将浇注的钢锭送进退火炉退火,退火工艺:
钢锭装入退火炉后,关闭炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到650-750℃时,开始保温,并维持2-18小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下将物料出炉;
S7,对上述退火后的钢锭进行电渣重熔,产出电渣扁锭;
S8,将电渣扁锭轧制成中间坯,电渣扁锭厚度为340-350mm,宽度为1250mm,电渣扁锭装入室式炉进行加热,控制升温速度≤120℃/h,均热温度为1200-1260℃,均热时间控制在120-150分钟;在炉时间控制在360-600分钟;
S9,将中间坯实施退火;
S10,将退火后的中间坯轧制成钢板:将中间坯安排在步进炉加热,控制升温速度≤120℃/h,均热温度设计为1200-1260℃,在炉时间控制在200-300分钟,均热时间控制在60-120分钟,然后轧制成钢板;
S11,对钢板进行热处理,制成超高强度装甲钢板。
2.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S2中的电炉采用EF炉:
将所述步骤S1配备的炼钢材料加入EF炉中熔化材料,造渣脱氧脱硫,形成液态钢水;在此步骤中,拉渣条件:温度T≥1640℃,磷P≤0.002%;出渣后继续添加脱氧剂0.5-1.0Kg/t预脱氧,然后加入石灰造新渣,石灰加入量为:200-300Kg/炉,萤石适量;出钢条件:满足温度T≥1630℃,P≤0.003%;出钢 时钢包内加入Si-Al-Fe脱氧,加入量:0.5-2Kg/t。
3.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S2中的电炉采用EBT炉:
将所述步骤S1配备的炼钢材料一起加入EBT炉中熔化材料,实现无渣出钢,形成液态钢水;在此步骤中,出钢条件满足温度T≥1630℃,P≤0.003%,O≤800ppm;出钢前定氧,氧活度满足≤800ppm;出钢前合金元素满如下要求:C为0.35-0.45,Si为0.80-1.20,Cr为0.30-0.45,P≤0.005%;出钢随钢流加SiFe,配Si至1.00%左右,并向出钢包内加入Si-Al-Fe:2.5-3.0Kg/t,同时随钢流加入渣料石灰200-300Kg/炉。
4.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S3包含:
S31,LF炉精炼时,分批补加石灰100-300Kg/批,一般总批次为1-3批,确保炉渣流动性良好和渣色变白;渣面脱氧采用SiFe粉及C粉,Ar(氩)气压力调整到钢水不翻出渣面为原则;
S32,钢水温度控制到1635-1650℃,倒渣70-80%,并向VD工位吊包;
元素重量百分比的含量满足如下要求才能向VD工位吊包:
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%,余量为Fe。
5.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S4包含:
S41,抽真空至真空度66.7Pa,并保持15分钟以上;
S42,保持真空度66.7Pa,确保Ar流量≥70NL/min;
S43,退除真空泵后对钢水测温取样;在线定H,并喂Si-Ca丝0.7Kg/t或喂纯Ca丝0.2Kg/t;
S44,对钢水进行底吹氩弱搅拌,底吹氩弱搅拌时间需≥10分钟;
S45,控制吊包温度为1537-1547℃。
6.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S5包含:
S51,浇注采用“7030”保护渣,该保护渣配方是:
FC:3.5-4.5%,SiO2:41-43%,Al2O3:16.5-17.5%,CaO:14-16%,MgO:0.68-1.68%,Na2O:4.12-6.12%,Fˉ:1.03-2.03%,LOI:5.77-9.77%,TC:3.9-5.9%,Fe2O3:5-7%;
S52,清除水口结瘤;
S53,浇注锭型采用290扁锭,浇毕8小时起吊,成为钢锭。
7.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S7包含:
S71,电渣重熔,产出的电渣扁锭,其具体工艺为:
原料尺寸:290×1200×(2500-2600),单位mm;
结晶器尺寸:350×1250×2400单位mm,生产出的电渣扁锭的尺寸;
渣系:BWK-7030(CaF2:Al2O3=70:30),渣量380Kg;
熔速:12-14Kg/min;
S72,将电渣扁锭冷却180分钟后脱模热送退火,退火的目的是消除热应力和相变应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;同时细化晶粒,调整组织,均匀成分,减少偏析,消除组织缺陷,改善加工性能;
电渣扁锭按照以下工艺进行退火:
电渣扁锭装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到650-750℃时,开始保温,并维持4-24小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下将物料出炉;
S73,电渣扁锭退火完成后,将电渣扁锭局部缺陷进行研磨精整。
8.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S9包含:
S91,中间坯进行退火,退火工艺:
轧制中间坯装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到620-720℃时,开始保温,并维持2-18小时, 然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到450℃以下将物料出炉;
S92,退火后,进行中间坯修磨:将表面存在的夹渣、凹坑、裂纹、氧化皮清除干净;
S93,修磨后,实施切割:尾部切割8%,头部切割3%,采用火焰切割。
9.如权利要求1所述的超高强度装甲钢板的制造方法,其特征在于:
所述步骤S11中钢板热处理是安排在电加热炉退火,退火工艺:
钢板装入退火炉后,关闭好炉门,启动热源,开始加热,加热速度控制在≤80℃/h,当炉气温度达到600-780℃时,开始保温,并维持8-48小时,然后关闭热源,以≤50℃/h的冷却速度冷却到300℃以下将物料出炉。
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