CN111876683A - 一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法 - Google Patents

一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111876683A
CN111876683A CN202010756776.1A CN202010756776A CN111876683A CN 111876683 A CN111876683 A CN 111876683A CN 202010756776 A CN202010756776 A CN 202010756776A CN 111876683 A CN111876683 A CN 111876683A
Authority
CN
China
Prior art keywords
percent
steel
temperature
rolling
toughness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010756776.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111876683B (zh
Inventor
衣海龙
杨寿奎
杨康
方明阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN202010756776.1A priority Critical patent/CN111876683B/zh
Publication of CN111876683A publication Critical patent/CN111876683A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111876683B publication Critical patent/CN111876683B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0231—Warm rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

Abstract

本发明的一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法，钢包括化学成分及重量百分比为：C 0.18％‑0.22％，Si 0.13％‑0.17％，Mn 4.9％‑5.1％，V 0.9％‑1.1％，Ti 0.013％‑0.016％，B 0.008％‑0.012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe及不可避免杂质。方法为：按钢设定成分冶炼、锻造成坯料后，加热高温轧制，控制开轧、终轧温度与道次压下量，依次经过高温轧制和中温轧制，获得轧后钢板，特定冷速下淬火至保温，获得淬火钢板，210‑230℃下回火保温160‑200min，制得成品钢。该工艺在合金设计上实现了减量化，最大程度发挥了马氏体的相变强化和纳米析出物的析出物强化及残余奥氏体的增韧机制，产品具有较高的力学性能及良好的低温韧性。

Description

一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法
技术领域：
本发明属于煤矿机械用钢技术领域，具体涉及一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法。
背景技术：
液压支架是煤矿综采中的关键设备之一，随着煤矿作业深度增加及工况环境的恶化，高端液压支架设备正加速向高寿命、轻量化方向发展。由于液压支架用钢使用条件的特殊性，对其用钢的性能要求较多，如强韧性、疲劳性能、高延伸率、焊接性能等。目前，从强度等级来看，高等级液压支架用钢主要包括了Q550、Q690及Q890，其中Q550和Q690用量较大。从强度等级的提升效果来看，以Q890代替现有Q690为例，在同等工作阻力下，可节约钢材在20％左右，同时，可使对应钢板厚度平均减薄15％，对应可节约焊丝填充量40％左右，显著提升现场生产效率。基于以上高等级液压支架用钢代替低强度钢板，可实现液压支架的整体减重，最终给下游用户在运输及井下安装带来了极大的方便，降低了液压支架全生命周期内的能源消耗。为了适应高品质、轻量化液压支架设备的需求，迫切需要开发更高等级的煤矿液压支架用钢，同时，为了适应井下复杂的工况环境，现有关于更高等级的1000MPa的低温韧性指标普遍偏低，很难满足环境复杂、长期高频的井下使用要求，因此，需要有针对性的研发具备低温高韧性的更高等级液压支架用钢板。
中国专利文献CN106544590A报道了1000MPa级高韧性高性能均匀性易焊接特厚钢板及其制造方法，其目标应用领域为大型工程设备，对应产品厚度为180mm。在成分设计上，添加了Cr、Mo、Ni、Cu、V、Nb等元素，且Ni含量在2.4％～3.0％。对应的生产工艺为控制轧制+淬火+低温回火。从最终钢板的力学性能来看，其钢板屈服强度大于等于1000MPa，但-40℃冲击功仅大于50J，很难满足高韧性液压支架用钢的要求。
中国专利文献CN102409261A报道了一种屈服强度1000MPa级高强韧钢板及其生产方法，其涉及高强韧钢板生产领域，对应产品厚度为12～50mm。在成分设计上，添加了Cr、Mo、Ni、Nb、V、Ti等元素，且Ni含量在0.3％～0.7％。对应的生产工艺为控制轧制+在线快冷+中温回火。从最终钢板的力学性能来看，其钢板屈服强度大于1000MPa，但-40℃冲击功最高仅为40J，实际钢板的韧性值偏低，很难满足高韧性液压支架用钢的要求。
中国专利文献CN104195431A报道了一种屈服强度大于1000MPa级超高韧性低合金钢及其制造方法，其涉及合金钢生产领域。在成分设计上，添加了V、Nb、Ti、Ga等元素，通过热处理工艺获得屈服强度在1000MPa，-40℃冲击功为40J左右的合金钢材料。由于其成分的特殊性及工艺流程的复杂性，该制备方法仅限于合金钢制造领域，且最终产品的低温冲击韧性也偏低，不能满足高韧性液压支架用钢的要求。
综上所述，现有报道的制造方法所获得的1000MPa级钢板，其-40℃冲击功仅为50J，采用上述专利不能制造出低温韧性值大于100J，且满足基本力学性能的高韧性液压支架用钢。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法，目的是采用简化的成分设计，通过高温、中温轧制及后续组织调控，使钢板的屈服强度达到1000MPa的同时，其-40℃的冲击功达到100J以上，为高等级液压支架用钢的生产提供一种可行的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，包括化学成分及重量百分比为：C0.18％-0.22％，Si 0.13％-0.17％，Mn 4.9％-5.1％，V 0.9％-1.1％，Ti 0.013％-0.016％，B0.008％-0.012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质，其屈服强度为980-1050MPa，-40℃冲击功为100-150J。
所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，包括以下步骤：
(1)按1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢设定成分冶炼钢锭，其成分按重量百分比为C0.18％-0.22％，Si 0.13％-0.17％，Mn 4.9％-5.1％，V 0.9％-1.1％，Ti 0.013％-0.016％，B0.008％-0.012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质；
(2)将钢锭锻造成坯料后，加热至1080-1120℃，进行高温轧制，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，高温轧制单道次压下量为15％～20％，总压下量为40％-60％，获得中间坯；
(3)对中间坯进行中温轧制，开轧温度为800℃，终轧温度为700℃，中温轧制单道次压下量为15％～20％，总压下量为65％-70％，轧制后钢板厚度为20-30mm；
(4)轧后以80-100℃/s的速度淬火至170-190℃，保温5-10min后，完成部分马氏体相变，获得淬火钢板；
(5)将淬火钢板进行在线回火处理，回火温度为210-230℃，保温时间为160-200min，完成残余奥氏体的稳定化处理，同时，实现纳米碳化物粒子析出，制得1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢。
所述的步骤(4)中，淬火钢板组织为淬火马氏体和未转变的残余奥氏体组织，其中，残余奥氏体含量为16％-20％，淬火马氏体含量为80％-84％。
所述的步骤(5)中，回火加热速率为5℃/min。
所述的步骤(5)中，1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢马氏体组织中分布有纳米VC析出物，所述的纳米VC析出物尺寸为1-3nm。
本发明采用低碳中锰成分设计思路，通过微Ti细化原始奥氏体晶粒。通过高温轧制进一步细化奥氏体晶粒，同时，利用中温轧制实现奥氏体内位错密度的增值，最终利用马氏体相变、残余奥氏体控制及纳米VC析出物，获得屈服强度980-1020MPa，-40℃冲击功达到100-150J的钢板，其金相组织为马氏体+弥散分布的残余奥氏体，同时，在马氏体基体上分布有细小弥散的VC析出物。
本发明中钢种成分的设置机理：
碳对强化钢板是有效的，同时，为了有效控制组织中有利的残余奥氏体含量，并且考虑微合金元素钒与碳形成纳米析出物，因此，碳含量控制在0.18％-0.22％。
锰能够通过固溶强化及相变强化来有效的提高钢材的性能，这里适当提高了锰元素的含量，一方面考虑锰能够显著降低实验钢的相变温度，有利于组织的细化；另一方面，提高锰元素含量，可实现以锰代替镍的工艺控制思路，实现了成本减量化，同时，也利于残余奥氏体的调控，是本发明中的重要元素之一。
硅是钢中的基本元素，在炼钢过程中起到一定的脱氧作用，本发明主要利用硅的脱氧作用，其含量范围控制在0.13％-0.17％。
钒是本发明中的重要元素之一，其加入后会与碳在低温回火过程中产生细小弥散的纳米析出物，有效提高实验钢的力学性能。
加入少量微合金元素钛是为了调控加热阶段原始的奥氏体晶粒尺寸，有利于高温轧制阶段奥氏体的再结晶细化工艺的实施。
硼是本发明中的重要元素之一，硼加入钢中可以显著提高钢板获得马氏体或贝氏体的临界冷速，加入微量的硼元素可以使钢的临界冷却速度提高3倍以上，从而保证了不添加高附加值元素的情况下钢板可以获得马氏体组织。从硼的添加量来说，硼含量0.008％-0.012％，其淬透性的作用较为明显，但过多的硼会与氮形成脆性的氮化硼析出物，降低晶界强度，显著降低钢板的低温韧性。
本发明的有益效果：
本发明对一种屈服强度1000MPa高韧性液压支架用钢板提供了可行的制备工艺方法，且在合金添加上取消了附加值较高的Mo、Ni、Cr等合金元素，实现了减量化，最大程度发挥了马氏体的相变强化和纳米析出物的析出物强化及残余奥氏体的增韧机制，产品具有较高的力学性能及良好的低温韧性，-40℃冲击功是现有同强度级别钢的两倍以上，综合性能更优。
附图说明：
图1为本发明实施例1制备的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢×10000倍的典型组织透射电镜照片；
图2为本发明实施例1制备的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢×100000倍的典型析出物透射电镜照片。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，包括化学成分及重量百分比为：C0.18％-0.22％，Si 0.13％-0.17％，Mn 4.9％-5.1％，V 0.9％-1.1％，Ti 0.013％-0.016％，B0.008％-0.012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质，其屈服强度为980-1050MPa，-40℃冲击功为100-150J。
所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，包括以下步骤：
(1)按1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢设定成分冶炼钢锭，其成分按重量百分比为C0.18％-0.22％，Si 0.13％-0.17％，Mn 4.9％-5.1％，V 0.9％-1.1％，Ti 0.013％-0.016％，B0.008％-0.012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质；
(2)将钢锭锻造成坯料后，加热至1080-1120℃，进行高温轧制，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，高温轧制单道次压下量为15％～20％，总压下量为40％-60％，获得中间坯；
(3)对中间坯进行中温轧制，开轧温度为800℃，终轧温度为700℃，中温轧制单道次压下量为15％～20％，总压下量为65％-70％，轧制后钢板厚度为20-30mm；
(4)轧后以80-100℃/s的速度淬火至170-190℃，保温5-10min后，完成部分马氏体相变，获得淬火钢板，淬火钢板组织为淬火马氏体和未转变的残余奥氏体组织，其中，残余奥氏体含量为16％-20％，淬火马氏体含量为80％-84％；
(5)将淬火钢板进行在线回火处理，回火加热速率为5℃/min，回火温度为210-230℃，保温时间为160-200min，完成残余奥氏体的稳定化处理，同时，实现纳米碳化物粒子析出，制得1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，钢马氏体组织中分布有纳米VC析出物，析出物尺寸为1-3nm，该液压支架用钢×10000倍的典型组织透射电镜照片如图1所示，具体组织为马氏体，×100000倍的典型析出物透射电镜照片如图2所示，具体为纳米VC析出物。
实施例1：
1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，包括化学成分及重量百分比为：C 0.2％，Si0.15％，Mn 5％，V 1.0％，Ti 0.015％，B 0.0009％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质。
所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，包括以下步骤：
(1)按1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢设定成分冶炼钢锭，其成分按重量百分比为C0.2％，Si 0.15％，Mn 5％，V 1.0％，Ti 0.015％，B 0.0009％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质；
(2)将钢锭锻造成150mm厚坯料后，加热至1100℃，进行高温轧制，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，高温轧制单道次压下量为18％，总压下量为55％，获得中间坯，厚度为67mm；
(3)对中间坯进行中温轧制，开轧温度为800℃，终轧温度为700℃，中温轧制单道次压下量为18％，总压下量为70％，轧制后钢板厚度为20mm；
(4)轧后以100℃/s的速度淬火至180℃，保温8min后，完成部分马氏体相变，获得淬火钢板，淬火钢板组织为淬火马氏体和未转变的残余奥氏体组织，其中，残余奥氏体含量为18％，淬火马氏体含量为82％；
(5)将淬火钢板进行在线回火处理，回火加热速率为5℃/min，回火温度为210℃，保温时间为200min，完成残余奥氏体的稳定化处理，同时，实现纳米碳化物粒子析出，制得1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，其屈服强度为1050MPa，-40℃冲击功为100J，钢马氏体组织中分布有纳米VC析出物，析出物尺寸为1-1.5nm。
实施例2：
1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，包括化学成分及重量百分比为：C 0.18％，Si0.13％，Mn 4.9％，V 0.9％，Ti 0.013％，B 0.0008％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质。
所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，包括以下步骤：
(1)按1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢设定成分冶炼钢锭，其成分按重量百分比为C0.2％，Si 0.15％，Mn 5％，V 1.0％，Ti 0.015％，B 0.0009％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质；
(2)将钢锭锻造成150mm厚坯料后，加热至1080℃，进行高温轧制，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，高温轧制单道次压下量为15％，总压下量为52％，获得中间坯，厚度为71mm；
(3)对中间坯进行中温轧制，开轧温度为800℃，终轧温度为700℃，中温轧制单道次压下量为15％，总压下量为65％，轧制后钢板厚度为25mm；
(4)轧后以80℃/s的速度淬火至170℃，保温10min后，完成部分马氏体相变，获得淬火钢板，淬火钢板组织为淬火马氏体和未转变的残余奥氏体组织，其中，残余奥氏体含量为20％，淬火马氏体含量为80％；
(5)将淬火钢板进行在线回火处理，回火加热速率为5℃/min，回火温度为220℃，保温时间为180min，完成残余奥氏体的稳定化处理，同时，实现纳米碳化物粒子析出，制得1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，其屈服强度为1020MPa，-40℃冲击功为150J，钢马氏体组织中分布有纳米VC析出物，析出物尺寸为1.5-2nm。
实施例3：
1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，包括化学成分及重量百分比为：C 0.22％，Si0.17％，Mn 5.1％，V 1.1％，Ti 0.016％，B 0.0012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质。
所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，包括以下步骤：
(1)按1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢设定成分冶炼钢锭，其成分按重量百分比为C0.2％，Si 0.15％，Mn 5％，V 1.0％，Ti 0.015％，B 0.0009％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质；
(2)将钢锭锻造成170mm厚坯料后，加热至1120℃，进行高温轧制，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，高温轧制单道次压下量为20％，总压下量为50％，获得中间坯，厚度为85mm；
(3)对中间坯进行中温轧制，开轧温度为800℃，终轧温度为700℃，中温轧制单道次压下量为20％，总压下量为65％，轧制后钢板厚度为30mm；
(4)轧后以100℃/s的速度淬火至190℃，保温5min后，完成部分马氏体相变，获得淬火钢板，淬火钢板组织为淬火马氏体和未转变的残余奥氏体组织，其中，残余奥氏体含量为16％，淬火马氏体含量为84％；
(5)将淬火钢板进行在线回火处理，回火加热速率为5℃/min，回火温度为230℃，保温时间为160min，完成残余奥氏体的稳定化处理，同时，实现纳米碳化物粒子析出，制得1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，其屈服强度为980MPa，-40℃冲击功为120J，钢马氏体组织中分布有纳米VC析出物，析出物尺寸为2-3nm。

Claims (5)

1.一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢，其特征在于，包括化学成分及重量百分比为：C 0.18％-0.22％，Si 0.13％-0.17％，Mn 4.9％-5.1％，V 0.9％-1.1％，Ti 0.013％-0.016％，B 0.008％-0.012％，P≤0.012％，S≤0.008％，余量为铁Fe以及不可避免的杂质，其屈服强度为980-1050MPa，-40℃冲击功为100-150J。
2.权利要求1所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢设定成分冶炼钢锭；
(2)将钢锭锻造成坯料后，加热至1080-1120℃，进行高温轧制，开轧温度为1050℃，终轧温度为900℃，高温轧制单道次压下量为15％～20％，总压下量为40％-60％，获得中间坯；
(3)对中间坯进行中温轧制，开轧温度为800℃，终轧温度为700℃，中温轧制单道次压下量为15～20％，总压下量为65％-70％，轧制后钢板厚度为20-30mm；
(4)轧后以80-100℃/s的速度淬火至170-190℃，保温5-10min后，完成部分马氏体相变，获得淬火钢板；
(5)将淬火钢板进行在线回火处理，回火温度为210-230℃，保温时间为160-200min，制得1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢。
3.根据权利要求2所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，淬火钢板组织为淬火马氏体和未转变的残余奥氏体组织，其中，残余奥氏体含量为16％-20％，淬火马氏体含量为80％-84％。
4.根据权利要求2所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，回火加热速率为5℃/min。
5.根据权利要求2所述的1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢马氏体组织中分布有纳米VC析出物，所述的纳米VC析出物尺寸为1-3nm。
CN202010756776.1A 2020-07-31 2020-07-31 一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法 Active CN111876683B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010756776.1A CN111876683B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010756776.1A CN111876683B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111876683A true CN111876683A (zh) 2020-11-03
CN111876683B CN111876683B (zh) 2021-07-06

Family

ID=73204288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010756776.1A Active CN111876683B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111876683B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1840723A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 宝山钢铁股份有限公司 屈服强度1100MPa以上超高强度钢板及其制造方法
CN1888120A (zh) * 2006-07-20 2007-01-03 武汉钢铁(集团)公司 具有优良耐蚀性和抗疲劳性的超高强度钢及其制造方法
JP2008280618A (ja) * 2008-08-04 2008-11-20 Komatsu Ltd 高硬度高靭性鋼
CN101566066A (zh) * 2009-04-29 2009-10-28 天津钢管集团股份有限公司 壁厚为60mm-70mm的高强度液压支架管
CN102676924A (zh) * 2012-06-12 2012-09-19 钢铁研究总院 一种超细晶马氏体钢板及其制备方法
CN102747303A (zh) * 2012-06-29 2012-10-24 宝山钢铁股份有限公司 一种屈服强度1100MPa级高强度钢板及其制造方法
CN107338393A (zh) * 2017-06-22 2017-11-10 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种屈服强度大于1400MPa超高强钢板及其生产方法
CN107557701A (zh) * 2017-09-03 2018-01-09 安徽天裕汽车零部件制造有限公司 一种汽车液压支架的生产工艺
CN107760998A (zh) * 2017-10-12 2018-03-06 河钢股份有限公司 低成本调质型690MPa级工程机械用钢板及生产方法
CN109097664A (zh) * 2018-10-10 2018-12-28 东北大学 一种900MPa级厚规格高韧性热轧钢带及其制备方法
JP2019157275A (ja) * 2019-04-04 2019-09-19 株式会社小松製作所 チゼル用鋼およびチゼル
CN110894583A (zh) * 2019-11-07 2020-03-20 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种高韧性液压支架用1030MPa级钢板及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1840723A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 宝山钢铁股份有限公司 屈服强度1100MPa以上超高强度钢板及其制造方法
CN1888120A (zh) * 2006-07-20 2007-01-03 武汉钢铁(集团)公司 具有优良耐蚀性和抗疲劳性的超高强度钢及其制造方法
JP2008280618A (ja) * 2008-08-04 2008-11-20 Komatsu Ltd 高硬度高靭性鋼
CN101566066A (zh) * 2009-04-29 2009-10-28 天津钢管集团股份有限公司 壁厚为60mm-70mm的高强度液压支架管
CN102676924A (zh) * 2012-06-12 2012-09-19 钢铁研究总院 一种超细晶马氏体钢板及其制备方法
CN102747303A (zh) * 2012-06-29 2012-10-24 宝山钢铁股份有限公司 一种屈服强度1100MPa级高强度钢板及其制造方法
CN107338393A (zh) * 2017-06-22 2017-11-10 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种屈服强度大于1400MPa超高强钢板及其生产方法
CN107557701A (zh) * 2017-09-03 2018-01-09 安徽天裕汽车零部件制造有限公司 一种汽车液压支架的生产工艺
CN107760998A (zh) * 2017-10-12 2018-03-06 河钢股份有限公司 低成本调质型690MPa级工程机械用钢板及生产方法
CN109097664A (zh) * 2018-10-10 2018-12-28 东北大学 一种900MPa级厚规格高韧性热轧钢带及其制备方法
JP2019157275A (ja) * 2019-04-04 2019-09-19 株式会社小松製作所 チゼル用鋼およびチゼル
CN110894583A (zh) * 2019-11-07 2020-03-20 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种高韧性液压支架用1030MPa级钢板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111876683B (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109609848B (zh) 高强韧抗疲劳纳米析出物增强马-奥复相钢及其制备方法
CN104513937A (zh) 一种屈服强度800MPa级别高强钢及其生产方法
CN109182916B (zh) 一种风电用高性能特厚钢板及其生产方法
CN102367540B (zh) 一种基于炉卷轧机生产的深海管线钢及其制备方法
CN102877007A (zh) 厚度大于等于80mm低裂纹敏感性压力容器用钢板及制备方法
CN113388784B (zh) 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用
CN101165202A (zh) 具有高焊接热影响区韧性的高强钢及其制造方法
CN109338219B (zh) 一种风电法兰用特厚钢板及其生产方法
CN104561827A (zh) 一种屈服强度900～1000MPa级高强钢及其生产方法
CN111876687A (zh) 一种低温韧性优良的抗拉强度800MPa级易焊高强钢及其生产方法
CN101338399A (zh) 一种无碳化物贝氏体耐磨钢板及其生产工艺
CN102400063A (zh) 屈服强度550Mpa的超高强船体及海洋平台用钢及其生产方法
CN113737090B (zh) 一种高强韧合金结构钢及其制备方法
CN102127705B (zh) 一种高强度高硬度耐磨钢
CN105543689A (zh) 屈服强度1150MPa以上级别钢板及其生产方法
CN105200320A (zh) 一种小规格圆环链用钢
CN111876683B (zh) 一种1000MPa高韧性煤矿液压支架用钢及其制备方法
CN114686762B (zh) 布氏硬度500hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN105420632A (zh) 一种q690cf热轧钢板及其制备方法
CN114959424A (zh) 一种抗变形耐磨钢的生产方法
CN108467990A (zh) 适应硬质环境的中碳低合金耐磨高性能合金结构钢及其制造、热处理方法
CN111074050A (zh) 压水堆核电站高强高韧厚规格安全壳用钢板及其生产方法
CN116254468B (zh) 一种420MPa级高韧性风电用钢板及其制备方法
CN114774804B (zh) 一种600hb级热轧低成本耐磨钢板及其制造方法
CN115354232B (zh) 双相耐磨钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant