CN105543648A - 一种高强度微钢合金的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度微钢合金的生产工艺，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：C？0.01～0.1%、Si？0.09～0.10%、Mn？0.05～0.10%、P≤0.004%、B？0.005～0.008%、Nb？0.05～0.08%？、V？0.01～0.02%、Ti？0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质。本发明由于微合金元素的存在及控轧控冷技术，碳含量较低，珠光体细而少，因而具有较高的变形抗力和冷成型能力。

Description

一种高强度微钢合金的生产工艺
技术领域
本发明涉及钢合金技术领域，具体涉及一种高强度微钢合金的生产工艺。
背景技术
微合金化的高强度低合金钢;它是在普通软钢和普通高强度低合金钢基体化学成分中添加了微量合金元素(主要是强烈的碳化物形成元素，如Nb、V、Ti、Al等)的钢，合金元素的添加量不多于0.20％。添加微量合金元素后，使钢的一种或几种性能得到明显的变化；典型的微合金钢有15MnVN和06MnNb。微合金钢中含有一种或几种微合金元素，其含量大约在0.01％～0.20％之间。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高强度微钢合金的生产工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高强度微钢合金的生产工艺，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：
C0.01～0.1%、Si0.09～0.10%、Mn0.05～0.10%、P≤0.004%、B0.005～0.008%、Nb0.05～0.08%、V0.01～0.02%、Ti0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质。
进一步地，包括如下步骤：
S1、称取C0.01～0.1%、Si0.09～0.10%、Mn0.05～0.10%、P≤0.004%、B0.005～0.008%、Nb0.05～0.08%、V0.01～0.02%、Ti0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质,投入冶炼炉中进行冶炼，得到微钢合金坯料；
S2、将步骤S1中得到的微钢合金坯料放置热轧机进行热轧操作，之后进行退火冷却，反复进行热轧操作。
S3、退火处理之后，进行冷轧操作，得到微钢合金钢材；
S4、将步骤S3所得微钢合金钢材进行热处理操作，热处理处理之后进行精细轧制机轧制操作，得到微钢合金钢材成品；
S5、将步骤S4所得的微钢合金钢材成品进行装配操作，通过检验、包装入库。
进一步地，所述步骤S1中冶炼温度1200～1800℃，熔炼时间为2～4小时。
进一步地，所述步骤S2中热轧温度为800～900℃，热轧时间为1～1.5小时。
进一步地，所述步骤S3中退火温度为500～800℃，退火时间为10～40秒。
进一步地，所述步骤S5中热处理温度为90～270℃，热处理时间2～4小时。
进一步地，所述微钢合金的屈服强度为400～600MPa。
高强度高韧性合金钢中各重量百分比的化学成分作用：
碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。
锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
Al(Al)：Al是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的Al，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。Al还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，Al与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。Al的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
本发明微合金钢由于屈服强度高、韧性好、焊接性和耐大气腐蚀性好，可用于大型桥梁建筑，制造各类车辆的冲压构件、安全构件、抗疲劳零件及焊接件，它也是锅炉、高压容器、输油和输气管线，以及工业和民用建筑的理想材料；
本发明由于微合金元素的存在及控轧控冷技术，碳含量较低，珠光体细而少，因而具有较高的变形抗力和冷成型能力。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明包括由以下重量份的原料制备而成：由以下重量百分比的化学成分制备而成：
C0.01～0.1%、Si0.09～0.10%、Mn0.05～0.10%、P≤0.004%、B0.005～0.008%、Nb0.05～0.08%、V0.01～0.02%、Ti0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质。
一种高强度微钢合金的生产工艺，包括如下步骤：
S1、称取C0.01～0.1%、Si0.09～0.10%、Mn0.05～0.10%、P≤0.004%、B0.005～0.008%、Nb0.05～0.08%、V0.01～0.02%、Ti0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质,投入冶炼炉中进行冶炼，得到微钢合金坯料；
S2、将步骤S1中得到的微钢合金坯料放置热轧机进行热轧操作，之后进行退火冷却，反复进行热轧操作。
S3、退火处理之后，进行冷轧操作，得到微钢合金钢材；
S4、将步骤S3所得微钢合金钢材进行热处理操作，热处理处理之后进行精细轧制机轧制操作，得到微钢合金钢材成品；
S5、将步骤S4所得的微钢合金钢材成品进行装配操作，通过检验、包装入库。
所述步骤S1中冶炼温度1200～1800℃，熔炼时间为2～4小时。
所述步骤S2中热轧温度为800～900℃，热轧时间为1～1.5小时。
所述步骤S3中退火温度为500～800℃，退火时间为10～40秒。
所述步骤S5中热处理温度为90～270℃，热处理时间2～4小时。
所述微钢合金的屈服强度为400～600MPa。
实施例1：
S1、称取C0.01%、Si0.10%、Mn0.10%、P0.004%、B0.005%、Nb0.05%、V0.01%、Ti0.05%、Al0.027%和不可避免的杂质,投入冶炼炉中进行冶炼，得到微钢合金坯料；
S2、将步骤S1中得到的微钢合金坯料放置热轧机进行热轧操作，之后进行退火冷却，反复进行热轧操作。
S3、退火处理之后，进行冷轧操作，得到微钢合金钢材；
S4、将步骤S3所得微钢合金钢材进行热处理操作，热处理处理之后进行精细轧制机轧制操作，得到微钢合金钢材成品；
S5、将步骤S4所得的微钢合金钢材成品进行装配操作，通过检验、包装入库。
所述步骤S1中冶炼温度1800℃，熔炼时间为2小时。
所述步骤S2中热轧温度为800℃，热轧时间为1小时。
所述步骤S3中退火温度为600℃，退火时间为10秒。
所述步骤S5中热处理温度为170℃，热处理时间2小时。
所述微钢合金的屈服强度为500MPa。
实施例2：
S1、称取C0.01%、Si0.09%、Mn0.10%、P0.004%、B0.005%、Nb0.05%、V0.01%、Ti0.04%、Al0.027%和不可避免的杂质,投入冶炼炉中进行冶炼，得到微钢合金坯料；
S2、将步骤S1中得到的微钢合金坯料放置热轧机进行热轧操作，之后进行退火冷却，反复进行热轧操作。
S3、退火处理之后，进行冷轧操作，得到微钢合金钢材；
S4、将步骤S3所得微钢合金钢材进行热处理操作，热处理处理之后进行精细轧制机轧制操作，得到微钢合金钢材成品；
S5、将步骤S4所得的微钢合金钢材成品进行装配操作，通过检验、包装入库。
所述步骤S1中冶炼温度1200℃，熔炼时间为2小时。
所述步骤S2中热轧温度为800℃，热轧时间为1小时。
所述步骤S3中退火温度为500℃，退火时间为10秒。
所述步骤S5中热处理温度为90℃，热处理时间2小时。
所述微钢合金的屈服强度为400MPa。
实施例3：
S1、称取C0.1%、Si0.10%、Mn0.10%、P0.004%、B0.008%、Nb0.08%、V0.02%、Ti0.05%、Al0.027%和不可避免的杂质,投入冶炼炉中进行冶炼，得到微钢合金坯料；
S2、将步骤S1中得到的微钢合金坯料放置热轧机进行热轧操作，之后进行退火冷却，反复进行热轧操作。
S3、退火处理之后，进行冷轧操作，得到微钢合金钢材；
S4、将步骤S3所得微钢合金钢材进行热处理操作，热处理处理之后进行精细轧制机轧制操作，得到微钢合金钢材成品；
S5、将步骤S4所得的微钢合金钢材成品进行装配操作，通过检验、包装入库。
所述步骤S1中冶炼温度1800℃，熔炼时间为4小时。
所述步骤S2中热轧温度为900℃，热轧时间为1.5小时。
所述步骤S3中退火温度为800℃，退火时间为40秒。
所述步骤S5中热处理温度为270℃，热处理时间4小时。
所述微钢合金的屈服强度为600MPa。
本发明微合金钢由于屈服强度高、韧性好、焊接性和耐大气腐蚀性好，可用于大型桥梁建筑，制造各类车辆的冲压构件、安全构件、抗疲劳零件及焊接件，它也是锅炉、高压容器、输油和输气管线，以及工业和民用建筑的理想材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：
C0.01～0.1%、Si0.09～0.10%、Mn0.05～0.10%、P≤0.004%、B0.005～0.008%、Nb0.05～0.08%、V0.01～0.02%、Ti0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质。
2.一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、称取C0.01～0.1%、Si0.09～0.10%、Mn0.05～0.10%、P≤0.004%、B0.005～0.008%、Nb0.05～0.08%、V0.01～0.02%、Ti0.04～0.05%、Al≤0.027%和不可避免的杂质,投入冶炼炉中进行冶炼，得到微钢合金坯料；
S2、将步骤S1中得到的微钢合金坯料放置热轧机进行热轧操作，之后进行退火冷却，反复进行热轧操作；
S3、退火处理之后，进行冷轧操作，得到微钢合金钢材；
S4、将步骤S3所得微钢合金钢材进行热处理操作，热处理处理之后进行精细轧制机轧制操作，得到微钢合金钢材成品；
S5、将步骤S4所得的微钢合金钢材成品进行装配操作，通过检验、包装入库。
3.根据权利要求2所述的一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中冶炼温度1200～1800℃，熔炼时间为2～4小时。
4.根据权利要求2所述的一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中热轧温度为800～900℃，热轧时间为1～1.5小时。
5.根据权利要求2所述的一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中退火温度为500～800℃，退火时间为10～40秒。
6.根据权利要求2所述的一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中热处理温度为90～270℃，热处理时间2～4小时。
7.根据权利要求1所述的一种高强度微钢合金的生产工艺，其特征在于，所述微钢合金的屈服强度为400～600MPa。
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