CN113528974A - 一种防护用钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防护用钢及其制备方法，所述防护用钢由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46‑0.55％；硅：1.70‑2.00％；锰：0.20‑0.80％；铝：0.015‑0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6‑4.4％；铬：1.10‑1.60％；钼：0.70‑0.90％；钒：0.03‑0.045％；硼：0.0004‑0.0009％，铌：0.025‑0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。本发明方法生产出的防护用钢，抗拉强度(Rm)为2120‑2230MPa，延伸率为8.5‑10.5％，具有良好的强度和塑形；‑40℃下冲击功为14‑34J，180°冷弯均合格，韧性好；布氏硬度为601‑615HBW，硬度高；打靶测试中，均为击穿，具有超高的防护性能，满足北约和欧盟等高级别防护标准要求。

Description

一种防护用钢及其制备方法

技术领域

本发明属于防护用钢生产技术领域，尤其涉及一种防护用钢及其制备方法。

背景技术

防护用钢可用于制造防护器械、防护车辆、防护构筑物等，在钢板防护领域，随着钢铁生产企业设备和技术能力的不断提升，可生产的防护用钢板的等级也不断提升。现有技术2000MPa防护用钢板已有报道；采用压淬成形工艺生产薄规格防护用钢技术也有报道。

中国专利201510539848.6公开了一种抗拉强度2000MPa级的防弹钢板及其制造方法，其化学元素质量百分配比为：C：0.35-0.45％；Si：0.80-1.60％；Mn：0.3-1.0％；Al：0.02-0.06％；Ni：0.3-1.2％；Cr：0.30-1.00％；Mo：0.20-0.80％；Cu：0.20-0.60％；Ti：0.01-0.05％；B：0.001-0.003％；余量为Fe和不可避免的杂质。经过热处理后钢板的抗拉强度可以达到2000MPa级，同时布氏硬度可以达到600级。该防弹板采用了较低的Ni含量设计，没有添加Nb、V元素，未对防弹板的韧性及冷成形性能进行描述。

中国专利CN201710597134.X，公开了一种超高强防弹板及其制备方法，其化学成分重量百分比为：C：0.26～0.34％；Si：0.20-0.60％；Mn：1.1～1.4％；Nb：0.025～0.04％；Mo：0.5～1.0％；V：0.05～0.10％；Ti：0.01～0.04％；Al：0.01～0.06％；Ni：0～1.1％；Cu：0～0.6％；W：0.8～1.2％；P≤0.010％；S≤0.004％；N≤0.008％；其余为Fe及不可避免杂质。该防弹板采用了较低的C、Si、Ni设计，添加了高W提高钢板的强度等级，热处理后钢板的抗拉强度小于2000MPa。

中国专利CN102181795A，公开了一种超高强度防弹钢板及其制造工艺。该专利采用热冲压成形工艺生产出3mm以下规格防弹板。该超高强度防弹钢板中的各化学元素(wt.％)为：C：0.30-0.5％，Si：0.40-0.60％，Mn：1.50-1.80％，P≤0.025％，S≤0.01％，Cr+Ni+Mo≤2.5％，Nb+V+Ti+B≤0.20％，其余是Fe。该专利文献所公开的防弹钢板采用热冲压成形工艺，不适用于进行厚规防护钢板的生产。

因此，亟需一种防护用钢，兼具高强和良好的低温韧性，综合性能良好。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种防护用钢及其制备方法，该防护用钢兼具高强、良好的低温韧性，适用规格范围广的优点。

一方面，本发明提供了一种防护用钢，所述防护用钢由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46-0.55％；硅：1.70-2.00％；锰：0.20-0.80％；铝：0.015-0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6-4.4％；铬：1.10-1.60％；钼：0.70-0.90％；钒：0.03-0.045％；硼：0.0004-0.0009％，铌：0.025-0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。

进一步地，所述碳的质量分数为0.46-0.50％，所述钒的质量分数为0.05-0.10％，所述铌的质量分数为0.025-0.040％。

进一步地，所述防护用钢的金相组织由回火马氏体和残余奥氏体组成，所述回火马氏体的体积分数为92.6-94.7％，所述残余奥氏体的体积分数为5.3-7.4％。

进一步地，所述防护用钢的厚度为3-12mm。

另一方面，本发明还提供了上述的一种防护用钢的制备方法，所述方法包括，

将钢液连铸，获得板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46-0.50％；硅：1.70-2.00％；锰：0.20-0.80％；铝：0.015-0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6-4.4％；铬：1.10-1.60％；钼：0.70-0.90％；钒：0.03-0.045％；硼：0.0004-0.0009％，铌：0.025-0.040％，其余为铁及不可避免的杂质。

将所述板坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和卷取，获得热轧卷；所述加热中，温度为1260-1290℃，保温时间为210-240min；

将所述热轧卷淬火和回火，获得防护用钢；所述回火中，加热温度为145-175℃，保温时间为185-300min。

进一步地，所述精轧开始温度为960-1010℃，所述精轧结束温度为880-940℃。

进一步地，所述冷却包括空冷和水冷，所述水冷速率为65-85℃/s。

进一步地，所述卷取温度为655-695℃。

进一步地，所述淬火中，升温速率＞85℃/s，加热温度为900-950℃，保温时间为10-11min。

进一步地，所述淬火中，冷却速率为25-45℃/s。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明采用中高C、高Si、低Mn、高Mo、高Ni、高Cr、低B以及复合添加Nb-V的成分设计思路，充分发挥C和主要合金元素固溶强化和组织强化作用，结合全流程的TMCP工艺和热处理工艺，一方面，长时间低温回火获得高硬度的回火马氏体和5.3～7.4％的残余奥氏体，另一方面，还细化组织提高塑韧性，生产出高防护级别钢板，材料具有良好的可焊性和冷成形性能，同时具有良好的低温冲击韧性，可用于制造防护器械、防护车辆、防护构筑物等。本发明方法生产出的防护用钢，抗拉强度(Rm)为2120-2230MPa，延伸率为8.5-10.5％，具有良好的强度和塑形；-40℃下冲击功为14-34J，180°冷弯均合格，韧性好；布氏硬度为601-615HBW，硬度高；打靶测试中，均为击穿，具有超高的防护性能，满足北约和欧盟等高级别防护标准要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的防护用钢的1000倍金相组织照片。

图2为本发明实施例提供的防护用钢的10000倍扫描电镜照片。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一方面，本发明实施例提供了一种防护用钢，所述防护用钢由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46-0.55％；硅：1.70-2.00％；锰：0.20-0.80％；铝：0.015-0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6-4.4％；铬：1.10-1.60％；钼：0.70-0.90％；钒：0.03-0.045％；硼：0.0004-0.0009％，铌：0.025-0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。

本发明中各元素的作用如下：

碳：碳可以显著提高防护用钢的强度，但碳含量过高会造成材料的韧性和焊接性下降。本发明结合后续热处理工艺设计了中高含量的碳，通过控制碳化物尺寸和分布，在获得高的强度和硬度的同时，减小碳含量提高造成的低温冲击韧性和可焊性的下降。为获得理想的力学性能和防护性能，需要对碳添加量的上下限做明确限定，本发明采用的碳含量为0.46-0.55％。

硅：硅为固溶强化元素，可提高防护用钢的韧性。本发明通过添加高Si，在经过特定的控轧控冷工艺和热处理工艺后，获得一定比例的残余奥氏体组织。通过残余奥氏体提高材料的冷成形性能和塑韧性，同时利用奥氏体的加工硬化能力提高子弹侵彻钢板过程中钢板的变形吸能能力，从而提高钢板的防护性能。本发明添加硅含量为1.70-2.00％。

锰：锰通过固溶强化提高材料的强度，同时可提高淬透性。但Mn元素影响材料的焊接性能，本发明在已添加较高的碳含量的情况下，需控制Mn含量的添加量，以得到良好的可焊性和韧性。因此，本发明添加锰含量为0.2-0.8％。

硫和磷：硫和磷元素在本发明中均为有害元素，过高均会对材料韧性和塑性有不利影响。要求冶炼过程严格控制P和S含量，本发明限定了硫含量应控制在0.004％以内，磷含量应控制在0.012％以内。

铝：铝在冶炼过程中为脱氧元素，本发明要求氧含量尽量低以保证材料韧性。因此，需要限定钢中的铝含量，铝除了脱氧还具有一定的细化晶粒效果，从而提高材料的强度和韧性。本发明限定了铝含量为0.015％～0.06％。

镍：Ni为本发明重要的合金元素，可以显著提高材料的连续抗弹能力，同时大幅提升材料的耐大气和耐液体介质腐蚀性能，还可以提高材料的韧性和焊接性。通过添加高Ni解决了防护钢板韧性不足以及焊接性下降的问题。因此，本发明添加Ni为3.6-4.4％。

钼：钼可提高材料淬透性，细化热处理转变组织，细化晶粒，提高材料塑性和强度，同时对材料的韧性也有有利作用。由于本发明中Nb/V的析出物，在子弹连续打击的高温状态下钉扎位错，且子弹连续打击的高温状态下还可以析出细小碳化物进一步地钉扎位错，而Mo可以提高材料的高温热稳定性，也就是Mo可以稳定Nb/V析出物状态，避免析出物长大，提高位错钉扎效果，进而提升了子弹连续打击钢板升温后钢板的连续抗弹能力。本发明添加了0.70％-0.90％的Mo。

铌：添加Nb一方面可以细化热轧态组织，通过组织的遗传性细化最终热处理后的组织，从而获得理想的强韧性。另一方面，Nb同时具有析出强化作用，并具有细化焊接热影响区组织的作用，有利于提高材料的强度及焊缝热影响区的韧性。再一方面，Nb的析出物在子弹连续打击的高温状态下可以钉扎位错，同时在上述的高温状态下还可以析出细小碳化物，进一步地钉扎位错，且在Mo元素的抑制作用下，可以保持细小状态难以长大，从而更好的发挥钉扎位错作用，以提高钢板抗子弹连续击打的有益效果。本发明添加的Nb含量为0.025-0.045％。

钒：本发明添加V的目的是细化钢板以及焊缝热影响区的组织，提高强韧性。V与Nb联合加入钢种，结合本发明特定的控轧控冷工艺，在热轧钢卷中获得Nb和V的复合析出物，这种析出物比单一的Nb或单一的V的析出物具有更好的稳定性，对细化最终热处理后的组织具有关键作用。但V含量添加过高，会造成析出物过多，降低材料的韧性。V的析出物在子弹连续打击的高温状态下可以钉扎位错，同时在上述的高温状态下还可以析出细小碳化物，进一步地钉扎位错，且在Mo元素的抑制作用下，可以保持细小状态难以长大，从而更好的发挥钉扎位错作用，以提高钢板抗子弹连续击打的有益效果因此，本发明添加0.05％～0.10％的V。

Cr：为将材料热处理后的性能提升至2100MPa以上，本发明还添加了高Cr。Cr一方面可提高材料的淬透性，同时可提高材料的硬度和防护性能。本发明添加1.1％以上的高Cr，对钢板耐酸性介质腐蚀性能有极大的提升。但高的Cr含量对控制钢板的韧性不利，因此本发明添加1.1-1.60％的Cr。

硼：本发明添加低B进一步提高材料的淬透性，细化热处理组织。为避免B元素对冷成形性产生不良影响，本发明限定添加0.0004-0.0009％的B。

本发明所述的超高强防弹板化学成分采用中高C、高Si和低Mn设计，通过协同控制C、Si、Mn加入量控制碳当量，保证钢材具有良好可焊性。合金方面采用高Ni、高Cr、高Mo复合添加强化，另外添加Nb、V细化钢板最终的组织状态以及提高焊接接头的韧性和疲劳性能。通过添加高Mo以及低B保证材料的淬透性，同时高Mo的添加提高了材料的热稳定性，各元素在本发明中相互协同，发挥作用，在钢板受到多发子弹连续打击下钢板温度升高的情况下，仍具有良好的防护性能。

作为一种可选的实施方式，所述碳的质量分数为0.46-0.50％，所述钒的质量分数为0.05-0.10％，所述铌的质量分数为0.025-0.040％。

作为一种可选的实施方式，所述防护用钢的金相组织由回火马氏体和残余奥氏体组成，所述回火马氏体的体积分数为92.6-94.7％，所述残余奥氏体的体积分数为5.3-7.4％。

防护用钢的金相组织由回火马氏体和残余奥氏体组成，回火马氏体使得防护用钢具有更高的强度性能；残余奥氏体具有易变性的特点，从而提高了防护用钢的冷成形性能，利用奥氏体的形变硬化特点提高子弹侵彻钢板过程中钢板的塑性变形能力，从而依靠塑性变形提高钢板的吸能效果，以提高钢板的防护性能。残余奥氏体的体积分数过高，会导致钢板的硬度和强度大幅下降。残余奥氏体的体积分数过低，钢板的冷成形性下降，冷成形易开裂，且无法发挥残余奥氏体在子弹侵彻钢板过程中，由于钢板发生塑性变形引发的残余奥氏体向马氏体的转变，使子弹打击位置发生塑性变形的钢板得到强化，提高了防护性能。如果钢中的残余奥氏体比例过低，还容易造成弹孔的脆性剪切撕裂，钢板几乎不发生塑性变形，而是以剪切圆孔的形态被子弹击穿。因此残余奥氏体比例过低，同样会对钢板的防护性能产生不利影响。

作为一种可选的实施方式，所述防护用钢的厚度为3-12mm。

另一方面，本发明实施例还提供了上述的一种防护用钢的制备方法，所述方法包括，

S1，将钢液连铸，获得板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46-0.50％；硅：1.70-2.00％；锰：0.20-0.80％；铝：0.015-0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6-4.4％；铬：1.10-1.60％；钼：0.70-0.90％；钒：0.03-0.045％；硼：0.0004-0.0009％，铌：0.025-0.040％，其余为铁及不可避免的杂质。

S2，将所述板坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和卷取，获得热轧卷；所述加热中，温度为1260-1290℃，保温时间为210-240min；

本发明采用了较高的加热温度和较长的保温时间，目的在于保证高的合金元素充分回溶以及减轻C、Mo等元素在铸坯中间位置的偏析。同时，高的加热温度有利于后续的轧制过程的顺利进行。加热温度过低，不利于消除C和Mo元素的偏析和合金元素回溶；加热温度过高，造成能量浪费；保温时间过长，生成效率低；保温时间过短，不利于消除C和Mo元素的偏析和合金元素的回溶。

作为一种可选的实施方式，所述精轧开始温度为960-1010℃，所述精轧结束温度为880-940℃。

精轧开始温度为960-1010℃，选择较低的精轧开始温度区间是为了增加奥氏体未再结晶区的累积压下量，避免精轧工序过多的在奥氏体部分再结晶区轧制，避免原始晶粒混晶，细化最终热轧板卷的晶粒组织，并使得其均匀化。精轧结束温度采用880-940℃的高温区间，目的是获得良好的轧制板形和尺寸精度。精轧结束温度过高，热轧卷板的晶粒粗大，轧制速度慢；精轧结束温度过低，会造成板形不良，尺寸精度差以及轧机负荷大。

作为一种可选的实施方式，所述冷却包括空冷和水冷，所述水冷速率为65-85℃/s。

在实际操作中，冷却是在层流冷却段进行的，为了实现空冷和水冷，可以采用层流冷却后段冷却模式进行层流冷却，即层流冷却水由最后一组向前开启，带钢出精轧后先进行空冷再水冷。本发明采用后段冷却主要是由于本发明添加了大量的Mo、Cr等元素，可避免轧后空冷过程中产生珠光体组织。更重要采用后段冷却模式的目的是获得更好的板形质量和更低的残余应力。同时，采用后段冷却可保障后续开平矫直工序的顺利进行以及保障热处理后的板形质量。通过屏蔽不同厚度规格带钢生产时上下冷水水嘴，将水冷速率控制为65-85℃/s，一方面避免过快的冷速造成板形出现浪形，同时考虑了过低的冷速不利于细化和均匀化最终热轧卷板的组织。

作为一种可选的实施方式，所述卷取温度为655-695℃。

本发明采用的卷取温度为655-695℃，此温度区间可抑制大量珠光体的形成，而保证热轧钢卷具有良好的塑性和成形性能，从而保证矫直开平工序的顺利进行。同时，此温度区间具有一定的细化晶粒和促Nb-V析出的作用，可获得理想的Nb和V的复合析出物。卷取温度过低，热轧卷中会出现硬质相(贝氏体或马氏体)，导致后续由于强度过高无法开平矫直及避免出现浪形缺陷。

S3，将所述热轧卷淬火和回火，获得防护用钢；所述回火中，加热温度为145-175℃，保温时间为185-300min。

根据防护用途的不同，可以选择先进行矫直横切后再淬火和回火；也可以直接对热轧卷进行淬火和回火，可以根据实际需求进行灵活选择，在此不做具体限定。淬火过程中可以采用高频感应加热。

对淬火后钢板进行回火加热，加热温度控制为145-175℃，由于回火加热由于温度较低，采用常规加热即可，但需要严格控制加热温度区间。通过长时间185-300min的低温回火，在得到大量回火马氏体的同时，保留了残余奥氏体，从而在强度下降较小的情况下可以提高材料的塑性以及韧性，还有利于提高钢板的冷成形性能以及防护性能。回火温度低于145℃，材料的延伸率偏低，冷成形易开裂，且子弹侵彻过程中易于发生钢板大片破碎；回火温度高于175℃时，长时间回火后钢板强度和硬度大幅下降，防护性能随之大幅降低。本发明回火保温时间与低的回火温度协同作用，提高钢板的综合力学性能和防护性能。

作为一种可选的实施方式，所述淬火中，升温速率＞85℃/s，加热温度为900-950℃，保温时间为10-11min。由于本发明实施例成分设计采用了较高的C含量，因此控制渗碳体的形状、尺寸和分布为组织性能控制的关键，升温速率＞85℃/s可以缩短了加热阶段时间，可在后续的10-11min短时间保温和冷却后获得更为细化的淬火组织(板条马氏体和板条贝氏体)，从而提高钢板的韧性和塑性以及冷成形性能。升温速率过小，加热温度过高，导致材料的奥氏体晶粒尺寸粗大。保温时间过短，无法完成奥氏体化过程。保温时间过长，会影响生产效率。

作为一种可选的实施方式，所述淬火中，冷却速率为25-45℃/s。淬火中冷却过程可以采用水淬，但需要调控水淬冷速，直接淬火至室温，淬火后获得细小均匀的淬火组织，淬火组织主要为板条状的马氏体和板条贝氏体组织。冷却速率宜控制为25-45℃，这是由于本发明添加了较高含量的Mo、Cr、B，这些强淬透性元素可以保证钢板在较低的冷速区间获得细小均匀的低温淬火组织。如果冷速过低，则容易造成组织粗大，硬度偏低，防护性能下降；如果冷速过高，板形较难控制，同时容易造成较大的残余应力，不利于后续的零件加工和焊接。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的一种防护用钢及其制备方法进行详细说明。

实施例1-8

实施例1-8提供了一种防护用钢及其制备方法，具体步骤如下：

1、钢水经过转炉冶炼和精炼后经连铸获得铸坯；冶炼过程严格控制P、S、O等有害元素含量。铸坯的化学成分如表1所示，其余为铁及不可避免的杂质。

2、将铸坯放入加热炉进行加热，控制加热温度和保温时间。

3、将步骤2加热后的铸坯放入轧机进行粗轧和精轧，控制粗轧和精轧温度，得到目标厚度热轧板。

4、对步骤3获得的热轧板进行冷却，采用后段冷却模式进行层流冷却，将冷却后的热轧板进行卷取，获得钢卷；

5、对步骤4获得的钢卷进行开平，通过矫直和横切获得钢板。

6、对步骤5获得的钢板进行淬火，淬火具体为：将钢板感应加热及保温，后水淬至室温。

7、对淬火后钢板进行回火，回火具体为：将步骤6的钢板加热及保温，后空冷至室温。

步骤2-7的具体生产工艺见表2。

对比例1

对比例1提供了一种防护用钢，其化学成分如表1所示。

将如表1所示化学成分的铸坯进行加热、粗轧、精轧和卷取，获得热轧卷；对热轧卷线下缓冷78小时，然后进行淬火和回火处理，获得防护用钢。加工工艺如表2-3所示。

表1

表2

表3

对实施例1-8及对比例1提供的防护用钢采用XRD方法进行残余奥氏体比例的测定，结果如表4所示；对实施例1-8对比例1提供的防护用钢进行力学性能测试，试验方法执行GB/T 228.1、GB/T 232、GB/T 229、GB/T 231.1，力学性能见表4；同时采用硬度检测仪检测实施例1-8提供的防护用钢的布氏硬度，结果如表4所示；对实施例1-8对比例1提供的防护用钢进行打靶测试，具体打靶方式和结果见表5。

表4

表5

由图1和图2可知，本发明实施例1-8提供的防护用钢，金相组织由残余奥氏体和回火马氏体组成；由表4可知，本发明实施例1-8提供的防护用钢残余奥氏体的体积分数为5.5-7.4％，抗拉强度(Rm)为2120-2230MPa，延伸率为8.5-10.5％，具有良好的强度和塑形；-40℃下冲击功为14-34J，180°冷弯均合格，韧性好；布氏硬度为601-615HBW，硬度高；打靶测试中，均未击穿，具有超高的防护性能。对比例1为5mm钢板，相同打靶方式，北约4569一级测试均击穿。

需要说明的是，上述的GA423 3级、GA423 5级、北约4569一级、欧盟1522FB6级、北约4569二级和北约4569一级的试验条件中，北约4569一级的试验条件最为宽松。北约4569一级的打靶试验对钢板的防护性能要求较为严苛，也是国际普遍采用的防护性能评价标准，因此选定此标准进行相同厚度规格对比例的防护性能对比。对于钢板防护性能的检测比较，只有相同厚度的钢板用相同的试验标准进行检测，检测结果的比较才有意义。

本发明采用中高C、高Si、低Mn、高Mo、高Ni、高Cr、低B以及复合添加Nb-V的成分设计思路，充分发挥C和主要合金元素固溶强化和组织强化作用，结合全流程的TMCP工艺和热处理工艺，一方面，长时间低温回火获得高硬度的回火马氏体和5.3～7.4％的残余奥氏体，另一方面，还细化组织提高塑韧性，生产出高防护级别钢板，材料具有良好的可焊性和冷成形性能，同时具有良好的低温冲击韧性，可用于制造防护器械、防护车辆、防护构筑物等。本发明方法生产出的防护用钢，抗拉强度(Rm)为2120-2230MPa，延伸率为8.5-10.5％，具有良好的强度和塑形；-40℃下冲击功为14-34J，180°冷弯均合格，韧性好；布氏硬度为601-615HBW，硬度高；打靶测试中，均为击穿，具有超高的防护性能，满足北约和欧盟等高级别防护标准要求。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种防护用钢，其特征在于，所述防护用钢由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46-0.55％；硅：1.70-2.00％；锰：0.20-0.80％；铝：0.015-0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6-4.4％；铬：1.10-1.60％；钼：0.70-0.90％；钒：0.03-0.045％；硼：0.0004-0.0009％，铌：0.025-0.045％，其余为铁及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种防护用钢，其特征在于，所述碳的质量分数为0.46-0.50％，所述钒的质量分数为0.05-0.10％，所述铌的质量分数为0.025-0.040％。

3.根据权利要求1所述的一种防护用钢，其特征在于，所述防护用钢的金相组织由回火马氏体和残余奥氏体组成，所述回火马氏体的体积分数为92.6-94.7％，所述残余奥氏体的体积分数为5.3-7.4％。

4.根据权利要求1所述的一种防护用钢，其特征在于，所述防护用钢的厚度为3-12mm。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种防护用钢的制备方法，其特征在于，所述方法包括，

将钢液连铸，获得板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：碳：0.46-0.50％；硅：1.70-2.00％；锰：0.20-0.80％；铝：0.015-0.060％；磷≤0.012％；硫≤0.004％；镍3.6-4.4％；铬：1.10-1.60％；钼：0.70-0.90％；钒：0.03-0.045％；硼：0.0004-0.0009％，铌：0.025-0.040％，其余为铁及不可避免的杂质；

将所述板坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和卷取，获得热轧卷；所述加热中，温度为1260-1290℃，保温时间为210-240min；

将所述热轧卷淬火和回火，获得防护用钢；所述回火中，加热温度为145-175℃，保温时间为185-300min。

6.根据权利要求5所述的一种防护用钢的制备方法，其特征在于，所述精轧开始温度为960-1010℃，所述精轧结束温度为880-940℃。

7.根据权利要求5所述的一种防护用钢的制备方法，其特征在于，所述冷却包括空冷和水冷，所述水冷速率为65-85℃/s。

8.根据权利要求5所述的一种防护用钢的制备方法，其特征在于，所述卷取温度为655-695℃。

9.根据权利要求5所述的一种防护用钢的制备方法，其特征在于，所述淬火中，升温速率＞85℃/s，加热温度为900-950℃，保温时间为10-11min。

10.根据权利要求5所述的一种防护用钢的制备方法，其特征在于，所述淬火中，冷却速率为25-45℃/s。

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