CN110846594A - 一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法，属于金属材料技术领域，解决现有含铜超低碳贝氏体钢生产窗口较窄、宽厚板表面心部差异较大、性能波动较大的问题。本发明提供一种含铜超低碳贝氏体钢，化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Mn：0.8％～1.5％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：3.0％～4.0％、Cr：0.4％～0.6％、B：0.0010％～0.0018％、Cu：1.4％～1.6％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明实现了超低碳贝氏体钢的生产适应性好、组织性能稳定。

Description

一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法。
背景技术
超低碳贝氏体钢是近20多年来国际上新发展的一大类高强度、高韧性、多用途钢种。超低碳贝氏体钢的合金设计思路与原有的高强度低合金钢不同。在超低碳贝氏体钢中大幅度减少了碳的含量，消除了碳元素对钢的韧性和焊接性能的影响。目前，超低碳贝氏体钢已广泛的应用于石油管线、舰船、大型结构件及海洋设施等领域。
虽然超低碳贝氏体钢存在强韧性匹配性好、焊接性能优良等优点，但仍然存在一些弊端。贝氏体是在对钢的等温转变的研究中发现的，随着生产条件的变化，生成的贝氏体的组织形态多种多样。不同组织形态的贝氏体的强韧性存在着较大的差异，这就导致了贝氏体钢存在生产窗口较窄、宽厚板表面心部差异较大、性能波动较大等缺点。因此，研发出一种生产适应性好、组织性能稳定的超低碳贝氏体钢迫在眉睫。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种含铜超低碳贝氏体钢及其制备方法，用以解决现有生产窗口较窄、性能波动较大的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种含铜超低碳贝氏体钢，化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Mn：0.8％～1.5％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：3.0％～4.0％、Cr：0.4％～0.6％、B：0.0010％～0.0018％、Cu：1.4％～1.6％，其余为铁和不可避免的杂质。
进一步，含铜超低碳贝氏体钢中贝氏体的形态为超低碳贝氏体。
本发明提供一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，用于制备上述的含铜超低碳贝氏体钢，制备方法包括如下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
进一步，步骤1中的钢锭的加热锻造温度为1180-1200℃，开锻温度1150-1160℃，终锻温度＞850℃，得到钢坯。
进一步，步骤2中加热温度为1180℃-1200℃，加热时间为1.8h-2.2h，加热后进行轧制。
进一步，步骤3中粗轧分为2个道次轧制，第一道次变形量为25％～27％和第二道次变形量为24％～25％，累计变形量为43％～44％；粗轧开轧温度为1100～1150℃，粗轧终轧温度为950～1000℃。
进一步，步骤3中精轧分为4个道次轧制，第一道次变形量为20％～21％、第二道次变形量为22％～23％、第三道次变形量为22％～23％、第四道次变形量为24％～26％，累计变形量为63％～65％，精轧开轧温度为930～950℃，精轧终轧温度为700～900℃。
进一步，所述步骤4中冷却的冷速为0.5℃/s～25℃/s，得到钢板。
进一步，所述步骤4中的冷却方式为埋沙、空冷、风冷或层流。
进一步，所述步骤5中加热炉进行钢板回火加热处理，加热温度为550℃～650℃，保温时间为2h，保温后空冷。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
1、本发明提供的一种含铜超低碳贝氏体钢成分简单，仅包含有C、Mn、Mo、Nb、Ni、Cr、B、Cu几种元素，而现有技术中的超低碳贝氏体钢为保证获得全贝氏体组织和较好的强度韧性等性能，会添加各种合金元素，如Si、Ti、V、La等元素，而本发明只添加了适量的Cu。
2、本发明提供一种含铜超低碳贝氏体钢及制备方法，采用低碳设计，钢的强度不再依靠碳的含量以及合金元素的总量，而是依靠贝氏体组织中的位错强化，细晶强化。超低碳贝氏体钢在碳含量降低后，具备较好的强韧性和优良的焊接性能，碳含量大幅度下降后，基本消除了贝氏铁素体基体中的渗碳体，钢的韧性及焊接性得到了进一步的改善。同时加入Cu元素，保证在不损害钢材的韧性的同时提高超低碳贝氏体钢的强度，并且Cu与B复合加入会进一步抑制贝氏体转变前的先共析铁素体的形成。本发明选择Cu的添加量是1.4％～1.6％。
3、本发明提供的一种含铜超低碳贝氏体钢及制备方法，制备得到的含铜超低碳贝氏体钢稳定性好，抗拉强度为963MPa～1047MPa，屈服强度为840MPa～934MPa在此工艺窗口下获得的超低碳贝氏体钢的强度和韧性为同一水平；本发明中提供的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法中，精轧终轧温度为700～900℃，冷却的冷速为0.5℃/s～25℃/s，具有较宽的工艺窗口，可以在较宽的范围内获得性能和组织一致的超低碳贝氏体钢。
4、本发明不含V、Ti元素，不采用Nb、V、Ti的微合金化提高钢的强度，完全不同于目前主流的超低碳贝氏体钢的合金成分。
5、本发明通过降低碳含量，基本消除了贝氏铁素体基体中的渗碳体，并通过铜及其他元素的控制，元素之间协同作用，钢的韧性及焊接性得到了进一步的改善。另外，通过轧制工艺的控制，获得了超低碳贝氏体钢，得到的超低碳贝氏体的形态为粒状贝氏体；通过降低钢材中碳含量得到的超低碳贝氏体钢的力学性能优良，抗拉强度为963MPa～1047MPa，屈服强度为840MPa～934MPa，断后伸长率为12.5％～17.0％，断面收缩率为72.0％～80.0％，-40℃下的冲击功为188J～249J。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为含铜超低碳贝氏体钢的CCT曲线；
图2为实施例1中含铜超低碳贝氏体钢的轧后组织；
图3为实施例1中含铜超低碳贝氏体钢的回火组织；
图4为实施例4中含铜超低碳贝氏体钢的轧后组织；
图5为实施例4中含铜超低碳贝氏体钢的回火组织；
图6为实施例5中含铜超低碳贝氏体钢的轧后组织；
图7为实施例5中含铜超低碳贝氏体钢的回火组织。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种含铜超低碳贝氏体钢，含铜超低碳贝氏体钢板的化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Mn：0.8％～1.5％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：3.0％～4.0％、Cr：0.4％～0.6％、B：0.0010％～0.0018％、Cu：1.4％～1.6％，其余为铁和不可避免的杂质。
含铜超低碳贝氏体钢的抗拉强度为963MPa～1047MPa，屈服强度为840MPa～934MPa，断后伸长率为12.5％～17.0％，断面收缩率为72.0％～80.0％，-40℃下的冲击功为188J～249J。
如图2-7所示，得到的均为超低碳贝氏体钢。以下对本发明中含铜超低碳贝氏体钢的化学成分进行详细说明：
碳(C)：碳元素保证形成全贝氏体组织，C应小于0.05％，含碳量的降低可显著改善钢的焊接性能，研究表明，当含碳量为0.01％～0.03％时，保证焊接性同时得到强韧性匹配较好的钢。
锰(Mn)：锰元素是贝氏体形成的基本元素，使过冷奥氏体转变曲线上出现明显的河湾，并显著推迟高温转变，使钢的上下C曲线分离。Mn易与钢中的S形成MnS杂质，损害钢的性能。因此，Mn的添加量在0.8％～1.5％。
钼(Mo)：Mo元素可以降低贝氏体转变温度，促进贝氏体相变，缩短贝氏体转变时间。本发明选择Mo的添加量为1.5％～2.0％。
铌(Nb)：Nb元素可抑制高温奥氏体的变形再结晶行为，提高再结晶温度，扩大非再结晶区，加大了非再结晶区轧制时的变形积累，引入高密度位错，促进组织细化。本发明选择Nb的添加量是0.03％～0.07％。
镍(Ni)：Ni元素主要降低韧脆转变温度，提高韧性，与Cu元素复合加入可以防止Cu的热脆性。因此本发明选择Ni的添加量是3.0％～4.0％。
铬(Cr)：Cr元素可以显著降低贝氏体的转变温度，影响贝氏体转变的C曲线，提高贝氏体钢的强度。因此本发明选择Cr的添加量是3.0％～4.0％。
硼(B)：硼元素可以提高超低碳贝氏体钢的回火稳定性；并且B与Nb复合加入，可以降低贝氏体转变温度，进一步细化组织，提高基体中位错密度；B与Mo复合加入可以显著推迟铁素体转变。但B含量过高将会对钢的热加工性和韧性产生不利的影响，因此本发明选择B的添加量是0.0010％～0.0018％。
铜(Cu)：铜元素主要利用铜在时效后期的析出强化作用，在不损害韧性的前提下提高超低碳贝氏体钢的强度，并且Cu与B复合加入会进一步抑制贝氏体转变前的先共析铁素体的形成。本发明选择Cu的添加量是1.4％～1.6％。
本发明提供了一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，采用加热炉进行加热冶炼，铸造采用连铸或者模铸。如图1所示，在CCT曲线中的冷速范围内，本发明制备的贝氏体钢，只经过了贝氏体相区，没有铁素体相区，本发明提供的方法制备的超低碳贝氏体钢在较宽的冷速范围内均能得到纯净的贝氏体组织，贝氏体平台宽。上述制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1180℃-1200℃，开锻温度1150℃-1160℃，终锻温度＞850℃，得到钢坯。开锻温度过高容易脱碳，烧坏钢锭；开锻温度过低，锻造容易出现裂纹，锻打吃力。
终锻温度＞850℃，终锻温度过低，再结晶无法进行，冷变形强化现象无法消除，变形抗力大，塑性降低，甚至在锻件上产生裂纹及损坏设备、工具；终锻温度过高，坯料变形后晶粒长大，形成粗大组织，使锻件力学性能下降。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热温度为1180℃-1200℃，加热时间为1.8h-2.2h，加热后进行轧制。加热使钢材产生塑性变形，开轧温度的是根据合金相中固相线温度的80％来确定的。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；粗轧分为2个道次轧制，第一道次变形量为25％～27％和第二道次变形量为24％～25％，累计变形量为43％～44％；粗轧开轧温度为1100～1150℃，粗轧终轧温度为950～1000℃；
精轧分为4个道次轧制，第一道次变形量为20％～21％、第二道次变形量为22％～23％、第三道次变形量为23％～24％、第四道次变形量为24％～26％，累计变形量为63％～65％，精轧开轧温度为930～950℃，精轧终轧温度为700～900℃。
优选地，粗轧分为2个道次轧制，第一道次变形量为25％和第二道次变形量为24.4％，累计变形量为43.3％；粗轧开轧温度为1100～1150℃，粗轧终轧温度为950～1000℃；精轧分为4个道次轧制，第一道次变形量为20.6％、第二道次变形量为22.2％、第三道次变形量为23.8％、第四道次变形量为25％，累计变形量为64.7％。道次变形量分别为25％和24.4％，累计变形量为43.3％；经过2个道次的粗轧和4个道次的精轧，钢坯晶粒得到很好地细化，如图2中所示，得到的为贝氏体组织，且具有很好的强度，力学性能为抗拉强度为1047MPa，屈服强度为934MPa断后伸长率为17.0％，断面收缩率为80.0％，-40℃下的冲击功为249J。
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
经精轧过后的钢坯进行冷却至室温，冷却的冷速为0.5～25℃/s，得到板材。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理；
加热温度为550～650℃，保温时间为2h，保温后空冷至室温。将上述得到的钢板再进行加热处理以实现钢材中铜的析出。
本发明的合金成分体系简单且易于生成贝氏体组织，由CCT曲线得知，在此合金体系下，铁素体转变被显著推迟，扩宽了贝氏体平台区域，使得在较宽的当冷速范围内(低于40.5℃/s)均可获得贝氏体组织。
本发明的制备方法实用性强，在较宽的生产条件下可以得到组织类型一致、性能稳定、强韧性匹配好的超低碳贝氏体钢，所得的超低碳贝氏体钢中贝氏体形态为粒状贝氏体，含量为100％。
实施例1
如图2所示，含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.010％、Mn：1.27％、Mo：1.56％、Nb：0.03％、Ni：3.10％、Cr：0.50％、B：0.0010％、Cu：1.43％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将上述组成的钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1180℃，开锻温度1150℃，终锻温度880℃，得到钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热温度为1180℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行轧制，在轧制过程中，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.1％，第二道次变形量为24.2％，累计道次变形量为43.8％；粗轧开轧温度为1100℃，粗轧终轧温度为950℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.1％，第二道次变形量为22.5％，第三道次变形量为22.3％，第四道次变形量为24.3％，累计道次变形量为64.5％；精轧开轧温度为930℃，精轧终轧温度为700℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
精轧后冷却的冷却速度为0.5℃/s。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热温度为550℃，保温时间为2h，保温后空冷至室温。
本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢，贝氏体的形态为粒状贝氏体，力学性能为：抗拉强度为963MPa；屈服强度为840MPa；断后伸长率为16.5％；断面收缩率为76.0％，-40℃的冲击功为246J。
实施例2
含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.021％、Mn：0.80％、Mo：1.50％、Nb：0.056％、Ni：3.00％、Cr：0.40％、B：0.0017％、Cu：1.40％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1185℃，开锻温度1155℃，终锻温度900℃，得到钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热温度为1200℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行粗轧和精轧，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.3％，第二道次变形量为24.2％，累计道次变形量为43.6％；粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为980℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.2％，第二道次变形量为22.4％，第三道次变形量为22.3％，第四道次变形量为24.2％，累计道次变形量为64.6％；精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为800℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
钢板轧后冷却的冷速为5℃/s，冷却方式为空冷。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热炉加热温度为650℃，保温时间为2h，保温后空冷至室温。
本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢，贝氏体的形态为粒状贝氏体，力学性能为：抗拉强度为909MPa；屈服强度为827MPa；断后伸长率为17.0％；断面收缩率为80.0％，-40℃的冲击功为249J。
实施例3
含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.021％、Mn：1.06％、Mo：1.84％、Nb：0.056％、Ni：3.53％、Cr：0.53％、B：0.0017％、Cu：1.49％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1200℃，开锻温度1160℃，终锻温度850℃，得到钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热炉中加热温度为1200℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行粗轧和精轧，在轧制过程中，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.1％，第二道次变形量为24.8％，累计道次变形量为43.8％；粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为1000℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.5％，第二道次变形量为22.3％，第三道次变形量为22.4％，第四道次变形量为24.6％，累计道次变形量为64.8％；精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为900℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
轧后冷却的冷速为15℃/s，冷却方式为空冷。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热炉加热温度为650℃，保温时间为2h，保温后空冷至室温。
本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢，贝氏体的形态为粒状贝氏体，力学性能为：抗拉强度为957MPa；屈服强度为853MPa；断后伸长率为13.0％；断面收缩率为77.0％，-40℃的冲击功为238J。
实施例4
如图3所示，含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.021％、Mn：1.06％、Mo：1.84％、Nb：0.056％、Ni：3.53％、Cr：0.53％、B：0.0017％、Cu：1.49％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1180℃，开锻温度-1160℃，终锻温度860℃，得到粗钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热炉加热温度为1190℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行粗轧和精轧，在轧制过程中，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.6％，第二道次变形量为24.5％，累计道次变形量为43.7％；粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为980℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.6％，第二道次变形量为22.5％，第三道次变形量为22.8％，第四道次变形量为24.5％，累计道次变形量为64.8％；精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为850℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
轧后冷却的冷速为0.5℃/s，冷却方式为空冷。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热炉加热温度为620℃，保温时间为2h，保温后空冷。
本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢的力学性能为：抗拉强度为929MPa；屈服强度为856MPa；断后伸长率为16.0％；断面收缩率为76.0％，-40℃的冲击功为254J。
实施例5
如图4所示，含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.021％、Mn：1.06％、Mo：1.84％、Nb：0.070％、Ni：4.0％、Cr：0.60％、B：0.0017％、Cu：1.49％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1200℃，开锻温度1150℃，终锻温度900℃，得到粗钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热温度为1200℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行粗轧和精轧，在轧制过程中，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.1％，第二道次变形量为24.8％，累计道次变形量为43.6％；粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为1000℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.8％，第二道次变形量为22.4％，第三道次变形量为22.2％，第四道次变形量为24.6％，累计道次变形量为64.5％；精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为850℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
钢坯精轧后冷却的冷速为5℃/s。
步骤3：将轧后的板材放入加热炉中加热；
加热温度为620℃，保温时间为2h，保温后空冷。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热炉加热温度为620℃，保温时间为2h，保温后空冷。本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢，贝氏体的形态为粒状贝氏体，力学性能为：抗拉强度为915MPa；屈服强度为846MPa；断后伸长率为16.3％；断面收缩率为75.0％，-40℃的冲击功为235J。
实施例6
含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.021％、Mn：1.50％、Mo：2.0％、Nb：0.07％、Ni：4.0％、Cr：0.53％、B：0.0018％、Cu：1.60％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1180℃，开锻温度1150℃，终锻温度900℃，得到粗钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热温度为1200℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行粗轧和精轧，在轧制过程中，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.7％，第二道次变形量为24.5％，累计道次变形量为43.6％；粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为980℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.5％，第二道次变形量为22.6％，第三道次变形量为22.9％，第四道次变形量为24.5％，累计道次变形量为64.8％；精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为850℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
轧后冷却的冷速为25℃/s。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热温度为620℃，保温时间为2h,保温后空冷。
本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢，贝氏体的形态为粒状贝氏体，力学性能为：抗拉强度为926MPa；屈服强度为909MPa；断后伸长率为12.2％；断面收缩率为73.0％，-40℃的冲击功为203J。
实施例7
含铜超低碳贝氏体钢的化学成分及其含量是：C：0.030％、Mn：1.06％、Mo：1.84％、Nb：0.056％、Ni：3.53％、Cr：0.6％、B：0.0017％、Cu：1.49％，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括以下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
锻造加热温度1180℃，开锻温度-1160℃，终锻温度1000℃，得到粗钢坯。
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
加热温度为1200℃，加热时间为2h。
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
对钢坯进行轧制，在轧制过程中，粗轧2个道次，第一道次变形量为25.4％，第二道次变形量为24.7％，累计道次变形量为43.8％；粗轧开轧温度为1150℃，粗轧终轧温度为980℃；精轧轧制4个道次，第一道次变形量为20.3％，第二道次变形量为22.5％，第三道次变形量为22.4％，第四道次变形量为24.6％，累计道次变形量为64.9％；精轧开轧温度为950℃，精轧终轧温度为900℃；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
轧后冷却的冷速为5℃/s。
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
加热温度为550℃，保温时间为2h,保温后空冷。
本实例所制得的含铜超低碳贝氏体钢，贝氏体的形态为粒状贝氏体，力学性能为：抗拉强度为1047MPa；屈服强度为934MPa；断后伸长率为12.5％；断面收缩率为72.0％，-40℃的冲击功为188J。
下述表1为实施例1至实施例7中所制备的含铜超低碳贝氏体钢的力学性能。
表1：含铜超低碳贝氏体钢的力学性能
Figure BDA0002294397080000151
Figure BDA0002294397080000161
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含铜超低碳贝氏体钢，其特征在于，化学成分按重量计包含：C：0.01％～0.03％、Mn：0.8％～1.5％、Mo：1.5％～2.0％、Nb：0.03％～0.07％、Ni：3.0％～4.0％、Cr：0.4％～0.6％、B：0.0010％～0.0018％、Cu：1.4％～1.6％，其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种含铜超低碳贝氏体钢，其特征在于，所述含铜超低碳贝氏体钢中贝氏体为超低碳贝氏体。
3.一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1～2任一项所述的含铜超低碳贝氏体钢，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1：将钢锭进行加热锻造，得到钢坯；
步骤2：将步骤1得到的钢坯放入加热炉中加热；
步骤3：将加热后的钢坯进行粗轧和精轧；
步骤4：将经精轧过后的钢坯进行冷却，得到钢板；
步骤5：将步骤4得到的钢板放入加热炉再进行回火加热处理。
4.根据权利要求3所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的钢锭的加热锻造温度为1180-1200℃，开锻温度1150-1160℃，终锻温度＞850℃，得到钢坯。
5.根据权利要求3所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加热温度为1180℃-1200℃，加热时间为1.8h-2.2h，加热后进行轧制。
6.根据权利要求3所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤3中粗轧分为2个道次轧制，第一道次变形量为25％～27％，第二道次变形量为24％～25％，累计变形量为43％～44％；粗轧开轧温度为1100～1150℃，粗轧终轧温度为950～1000℃。
7.根据权利要求3所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤3中精轧分为4个道次轧制，第一道次变形量为20％～21％、第二道次变形量为22％～23％、第三道次变形量为22％～23％、第四道次变形量为24％～26％，累计变形量为63％～65％，精轧开轧温度为930～950℃，精轧终轧温度为700～900℃。
8.根据权利要求3所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤4中冷却的冷速为0.5℃/s～25℃/s，得到钢板。
9.根据权利要求8所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的冷却方式为埋沙、空冷、风冷或层流。
10.根据权利要求3所述的一种含铜超低碳贝氏体钢的制备方法，其特征在于，所述步骤5中加热炉进行钢板回火加热处理，加热温度为550℃～650℃，保温时间为2h，保温后空冷。
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