CN112410661B - 一种抗拉强度1500MPa的细晶钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于细晶钢生产研发技术领域，提供了一种抗拉强度1500MPa的细晶钢及其制备方法，包括细晶钢，所述细晶钢的化学成分配比：C：0.21～0.26wt％、Si：0.40～0.54wt％、Mn：1.48～1.66wt％、Cr：0.20～0.25wt％、Nb：0.012～0.017wt％、V：0.095～0.110wt％、S：≤0.040wt％、P：≤0.043wt％、O：≤0.0070wt％、N：0.0240～0.0265wt％，其余为Fe及现阶段无法提纯的杂质，本发明提高钢材的韧性，使钢材具有至少1500MPa的抗拉强度，满足人们生产生活的需要。

Description

一种抗拉强度1500MPa的细晶钢及其制备方法
技术领域
本发明属于细晶钢生产研发领域，尤其涉及一种抗拉强度1500MPa的细晶钢及其制备方法。
背景技术
钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同，可以分为冷加工和热加工两种。
随着科技的不断发展，建筑安全的不断提升，对于刚强度钢材的需求越来越高，现有的生产工艺难以达到抗拉等级达到1500MPa的要求。
发明内容
本发明提供一种抗拉强度1500MPa的细晶钢及其制备方法，旨在解决随着科技的不断发展，建筑安全的不断提升，对于刚强度钢材的需求越来越高，现有的生产工艺难以达到抗拉等级达到1500MPa的要求的问题。
本发明是这样实现的，一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，包括如下步骤：
步骤S100；钢材的提炼；
步骤S200；钢材的精炼；
步骤S300；钢材的成型；
步骤S400；淬火，淬火包括两次分别淬火，一次为冷淬火，一次为热淬火，冷淬火的淬火剂温度为100℃——150℃，热淬火的淬火温度为450℃——600℃；
步骤S500；细晶钢冷却；
步骤S600；对钢材进行检测；所述细晶钢的化学成分配比为：C：0.21～0.26wt％、Si：0.40～0.54wt％、Mn：1.48～1.66wt％、Cr：0.20～0.25wt％、Nb：0.012～0.017wt％、V：0.095～0.110wt％、S：≤0.040wt％、P：≤0.043wt％、O：≤0.0070wt％、N：0.0240～0.0265wt％，其余为Fe及现阶段无法提纯的杂质。
优选的，所述步骤S100中，钢材的提炼具体包括材料的熔合和脱氧合金化。
优选的，所述步骤S200中，钢材的精炼具体包括LF精炼，LF精炼过程中使用惰性气体软吹。
优选的，所述步骤S300中，钢材的成型具体包括先将钢水冷却并通过矫直机塑形，最后进行定点的切割。
优选的，所述步骤S500中，所述细晶钢冷却包括机器辅助冷却和自然冷却。
优选的，所述步骤S600中，对钢材的检测一方面为检测器抗压抗拉伸的检测，一方面为细晶钢内部结构的检测。
本发明还提供一种抗拉强度1500MPa的细晶钢，其采用上述任意一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法制备而成。
优选的，所述细晶钢包括细晶层和氧化层，所述氧化层附着在细晶层外表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢及其制备方法，结构上，通过调节合金金属在板材中的含量，在确保不影响钢材本身强度的前提下，提高钢材的抗拉能力，工艺上，通过热淬火与冷淬火结合的方式，提高钢材的韧性，使钢材具有至少1500MPa的抗拉强度，满足人们生产生活的需要。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
本发明提供一种技术方案：一种抗拉强度1500MPa的细晶钢，细晶钢的化学成分配比：C：0.21～0.26wt％、Si：0.40～0.54wt％、Mn：1.48～1.66wt％、Cr：0.20～0.25wt％、Nb：0.012～0.017wt％、V：0.095～0.110wt％、S：≤0.040wt％、P：≤0.043wt％、O：≤0.0070wt％、N：0.0240～0.0265wt％，其余为Fe及现阶段无法提纯的杂质。
在本实施方式中，首先将钢料进行加热熔化，并继续加热，使炼钢炉内的氧气量迅速减少，在开始出钢时，加入一定量的Si和Mn，对钢进行脱氧合金化，通过调节合金金属在板材中的含量，在确保不影响钢材本身强度的前提下，提高钢材的抗拉能力，当钢水完成脱氧合金化时，开始对钢水进行LF精炼，并同时加入包芯线，使钢材更加精纯，在精炼过程中，不断地通入惰性气体进行软吹，使其形成细晶粒，当钢材被LF精炼后，通过矫直机进行拉直塑形，使得钢材转换为所需要形状的钢胚，当从矫直机内出来后到达所需要的长度时，通过对钢材的定点切割，将钢材切割为工程需要的尺寸，通过分为两次淬火，第一次热淬火使得钢材内的碳元素无法溢出，提高钢材的强度，同时提高钢材的抗拉伸能力，第二次冷淬火，使得钢材表面形成一道氧化物保护层，防止钢材被腐蚀，大概在450℃——600℃之间的温度里，铁晶格会变成空心的晶格，这时碳原子就会钻到空心里去和铁原子行成共晶体，随着温度的下降，晶格也会变，在100℃——150℃的温度时晶格就会变成实心的，那时碳原子就会被挤出来，钢才的硬度是跟碳有关系的，碳含量高硬度就大，所以粹火是在铁在450℃——600℃时铁原子和碳原子行成共晶时放进水里温度极速下降，这样碳原子来不及出来就被冷却了，就是形成了稳定的碳铁共晶体，碳铁共晶碳含量很高所以硬度就大，提高钢材的使用寿命，通过热淬火与冷淬火结合的方式，提高钢材的韧性，使钢材具有至少1500MPa的抗拉强度，满足人们生产生活的需要，当细晶钢淬火完成后，对其进行机器辅助冷却，加快细晶钢的冷却速度，避免刚才在冷却过程中变性，当钢材冷却到稳定状态时，通过自然冷却，节约了电能，达到了环保的理念，冷却完成后，将细晶钢放置在检测器上，缓慢的将拉伸力提高至1500MPa，以及施加一个不小于600MPa的压力，检测其抗拉伸和抗压的能力，进而定点抽取部分细晶钢，检测其内部晶格的变化是否符合安全使用标准。
进一步的，细晶钢包括细晶层和氧化层，氧化层附着在细晶层外表面。
在本实施方式中，第一次淬火，使钢材内部形成晶格，提高钢材的强度，第二次冷淬火，使得钢材表面形成一道氧化物保护层，防止钢材被腐蚀，提高钢材的使用寿命。
如图1：一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，包括如下步骤：
步骤S100；钢材的提炼；
步骤S200；钢材的精炼；
步骤S300；钢材的成型；
步骤S400；淬火，淬火包括两次分别淬火，一次为冷淬火，一次为热淬火，，冷淬火的淬火剂温度为100℃——150℃，热淬火的淬火温度为450℃——600℃；
步骤S500；细晶钢冷却；
步骤S600；对钢材进行检测。
在本实施方式中，首先将钢料进行加热熔化，并继续加热，使炼钢炉内的氧气量迅速减少，在开始出钢时，加入一定量的Si和Mn，对钢进行脱氧合金化，通过调节合金金属在板材中的含量，在确保不影响钢材本身强度的前提下，提高钢材的抗拉能力，当钢水完成脱氧合金化时，开始对钢水进行LF精炼，并同时加入包芯线，使钢材更加精纯，在精炼过程中，不断地通入惰性气体进行软吹，使其形成细晶粒，当钢材被LF精炼后，通过矫直机进行拉直塑形，使得钢材转换为所需要形状的钢胚，当从矫直机内出来后到达所需要的长度时，通过对钢材的定点切割，将钢材切割为工程需要的尺寸，通过分为两次淬火，第一次热淬火使得钢材内的碳元素无法溢出，提高钢材的强度，同时提高钢材的抗拉伸能力，第二次冷淬火，使得钢材表面形成一道氧化物保护层，防止钢材被腐蚀，大概在450℃——600℃之间的温度里，铁晶格会变成空心的晶格，这时碳原子就会钻到空心里去和铁原子行成共晶体，随着温度的下降，晶格也会变，在100℃——150℃的温度时晶格就会变成实心的，那时碳原子就会被挤出来，钢才的硬度是跟碳有关系的，碳含量高硬度就大，所以粹火是在铁在450℃——600℃时铁原子和碳原子行成共晶时放进水里温度极速下降，这样碳原子来不及出来就被冷却了，就是形成了稳定的碳铁共晶体，碳铁共晶碳含量很高所以硬度就大，提高钢材的使用寿命，通过热淬火与冷淬火结合的方式，提高钢材的韧性，使钢材具有至少1500MPa的抗拉强度，满足人们生产生活的需要，当细晶钢淬火完成后，对其进行机器辅助冷却，加快细晶钢的冷却速度，避免刚才在冷却过程中变性，当钢材冷却到稳定状态时，通过自然冷却，节约了电能，达到了环保的理念，冷却完成后，将细晶钢放置在检测器上，缓慢的将拉伸力提高至1500MPa，以及施加一个不小于600MPa的压力，检测其抗拉伸和抗压的能力，进而定点抽取部分细晶钢，检测其内部晶格的变化是否符合安全使用标准。
进一步的，步骤S100中，钢材的提炼具体包括材料的熔合和脱氧合金化。
在本实施方式中，将钢料进行加热熔化，并继续加热，使炼钢炉内的氧气量迅速减少，在开始出钢时，加入一定量的Si和Mn，对钢进行脱氧合金化，通过调节合金金属在板材中的含量，在确保不影响钢材本身强度的前提下，提高钢材的抗拉能力。
进一步的，步骤S200中，钢材的精炼具体包括LF精炼，LF精炼过程中使用惰性气体软吹。
在本实施方式中，当钢水完成脱氧合金化时，开始对钢水进行LF精炼，并同时加入包芯线，使钢材更加精纯，在精炼过程中，不断地通入惰性气体进行软吹，使其形成细晶粒。
进一步的，步骤S300中，钢材的成型具体包括先将钢水冷却并通过矫直机塑形，最后进行定点的切割。
在本实施方式中，当钢材被LF精炼后，通过矫直机进行拉直塑形，使得钢材转换为所需要形状的钢胚，当从矫直机内出来后到达所需要的长度时，通过对钢材的定点切割，将钢材切割为工程需要的尺寸。
进一步的，步骤S500中，细晶钢冷却包括机器辅助冷却和自然冷却。
在本实施方式中，当细晶钢淬火完成后，对其进行机器辅助冷却，加快细晶钢的冷却速度，避免刚才在冷却过程中变性，当钢材冷却到稳定状态时，通过自然冷却，节约了电能，达到了环保的理念。
进一步的，步骤S600中，对钢材的检测一方面为检测器抗压抗拉伸的检测，一方面为细晶钢内部结构的检测。
在本实施方式中，冷却完成后，将细晶钢放置在检测器上，缓慢的将拉伸力提高至1500MPa，以及施加一个不小于600MPa的压力，检测其抗拉伸和抗压的能力，进而定点抽取部分细晶钢，检测其内部晶格的变化是否符合安全使用标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S100；钢材的提炼；
步骤S200；钢材的精炼；
步骤S300；钢材的成型；
步骤S400；淬火，淬火包括两次分别淬火，一次为冷淬火，一次为热淬火，冷淬火的淬火剂温度为100℃——150℃，热淬火的淬火温度为450℃——600℃；
步骤S500；细晶钢冷却；
步骤S600；对钢材进行检测；所述细晶钢的化学成分配比为：C：0.21～0.26wt％、Si：0.40～0.54wt％、Mn：1.48～1.66wt％、Cr：0.20～0.25wt％、Nb：0.012～0.017wt％、V：0.095～0.110wt％、S：≤0.040wt％、P：≤0.043wt％、O：≤0.0070wt％、N：0.0240～0.0265wt％，其余为Fe及现阶段无法提纯的杂质。
2.如权利要求1所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，其特征在于：所述步骤S100中，钢材的提炼具体包括材料的熔合和脱氧合金化。
3.如权利要求1所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，其特征在于：所述步骤S200中，钢材的精炼具体包括LF精炼，LF精炼过程中使用惰性气体软吹。
4.如权利要求1所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，其特征在于：所述步骤S300中，钢材的成型具体包括先将钢水冷却并通过矫直机塑形，最后进行定点的切割。
5.如权利要求1所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，其特征在于：所述步骤S500中，所述细晶钢冷却包括机器辅助冷却和自然冷却。
6.如权利要求1所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法，其特征在于：所述步骤S600中，对钢材的检测一方面为检测器抗压抗拉伸的检测，一方面为细晶钢内部结构的检测。
7.一种抗拉强度1500MPa的细晶钢，其特征在于：其采用上述权利要求1至6任意一项所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢制备方法制备而成。
8.如权利要求7所述的一种抗拉强度1500MPa的细晶钢，其特征在于：所述细晶钢包括细晶层和氧化层，所述氧化层附着在细晶层外表面。
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