CN114990453A - 一种钛微合金化低合金高强度钢及其生产工艺 - Google Patents

一种钛微合金化低合金高强度钢及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及钢铁冶金微合金化的技术领域，具体公开了一种钛微合金化低合金高强度钢及其生产工艺。钛微合金化低合金高强度钢由如下质量百分比的元素组成：C：0.16‑0.25％，Si：0.30‑0.80％，Mn：1.10‑1.50％，N≤0.02％，S≤0.045％，P≤0.045％，Al：0.01‑0.04%，Ti：0.02‑0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质；所述钛元素的引入采用钛‑铜复合粉，所述钛‑铜复合粉添加到钢液中使钢液中钛和铜的重量比为6：（3‑5）；其制备方法包括转炉冶炼、精炼、浇铸、轧制、冷却、卷取等工序。本申请的钛微合金化低合金高强度钢可用于炼钢生产，其具有强度高的优点。

Description

一种钛微合金化低合金高强度钢及其生产工艺
技术领域
本申请涉及钢铁冶金微合金化的技术领域，更具体地说，它涉及一种钛微合金化低合金高强度钢及其生产工艺。
背景技术
钛微合金化钢与铌钒微合金化钢相比具有更低的成本，近年来，钛微合金化钢的研究设计已经成为钢材行业技术发展热点。钛作为微合金元素添加到微合金化钢中，保证在较低的碳当量下，通过碳、氮化物析出物的弥散分布及微合金元素的固溶，使钢具备良好的强韧性配合，焊接性能得到极大改善。
目前，现有的钛微合金化钢的生产工艺包括以下工序：S1：铁水预处理、S2：转炉冶炼、S3：LF炉精炼、S4：浇铸、S5：加热、S6：轧制、S7：层流冷却、S8：卷取。
由于钛的化学性质活泼，易和氧、氮、碳等元素结合，钛与碳、氮结合时能够形成稳定的碳、氮化合物，起到阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒的作用，提高钢材的力学性能，但钛的碳化物、氮化物均不在液相中形成，氮化钛是钢液凝固超过40％时开始析出，碳化钛是在钢液凝固末期形成，即钛的碳、氮化合物通常是在浇铸、轧制和冷却等工序中生成；而钛与氧的结合容易在前期LF炉出钢过程中发生，降低了钛的收得率，导致钛在后期不能生成更多的碳、氮化合物，从而使得钛微合金钢的强度不佳。
发明内容
为了提高钛微合金化钢的强度，本申请提供一种钛微合金化低合金高强度钢及其生产工艺。
第一方面，本申请提供一种钛微合金化低合金高强度钢，采用如下的技术方案：一种钛微合金化低合金高强度钢，由如下质量百分比的元素组成：
C：0.16-0.25％，Si：0.30-0.80％，Mn：1.10-1.50％，N≤0.02％，S≤0.045％，P≤0.045％，Al：0.01-0.04％，Ti：0.02-0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述钛元素的引入采用钛-铜复合粉，所述钛-铜复合粉添加到钢液中使钢液中钛和铜的重量比为6：(3-5)。
通过采用上述技术方案，碳是钢中的主要强化元素，在钢中能够形成间隙固溶体，起到固溶强化的作用但会降低钢的塑性和成型性能，控制碳含量在0.16-0.25％范围内，能够保证钢的抗拉强度、屈服强度同时保证钢的塑性和成型性能；
硅固溶于铁中形成置换固溶体，可有效提高钢的强度，但也会在一定程度上降低钢的塑性和韧性，控制硅的含量在0.3-0.8％范围内，保证钢的强度和韧性；
锰在钢中与铁互溶形成固溶体，并且通过置换固溶和细化铁素体晶粒以及增加珠光体量来改善钢的强韧性，提高钢的热加工性能；氮也能够起到固溶强化的作用，使钢的屈服强度、抗拉强度和硬度增加；
铝和氮有很强的亲和力，能够起到固定钢中固溶氮的作用，同时能够细化晶粒，改善钢材的韧性，提高抗氧化性能；
钛作为微合金化元素能够与氮、碳结合，形成稳定的氮化物和碳化物，阻止奥氏体晶粒的长大，控制钛的加入量在0.02-0.35％范围内，能够充分发挥钛的细化晶粒和沉淀强化作用，获得力学性能好的钛微合金钢。
钛微合金化复合铝的综合作用细化合金钢奥氏体晶粒，限定钛的含量在0.02-0.035范围内，能够发挥细化晶粒作用的同时减少有害大颗粒含钛化合物在凝固过程中析出；
钛元素的引入采用钛-铜复合粉，铜在钢中能够起到一定程度的固溶强化作用，提高钢的屈服强度，钛和铜结合形成的复合粉，具有较强的结合力，减少了钛前期与氧在合金化过程中反应，降低了对钢液的脱氧要求，提高了钛的收得率，保证后期钛能形成更多的第二相粒子，起到固溶强化作用，保证了钢的强度；并且铜的加入能够促进浇铸过程中铸坯内柱状晶转变为等轴晶，同时还能使晶粒细化，进一步提高钢的力学性能。
优选的，由如下质量百分比的元素组成：
C：0.18-0.22％、Si：0.40-0.60％、Mn：1.20-1.40％、N≤0.01％、S≤0.03％、P≤0.035％，Al：0.02-0.03％，Ti：0.08-0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述钛元素的引入采用钛-铜复合粉，所述钛-铜复合粉添加到钢液中使钢液中钛和铜的重量比为6：4。
通过采用上述技术方案，优化了钢中各元素的含量组成，使得制成的钢具有更好的力学性能。
优选的，所述钛-铜复合粉的粒径为80-100微米。
通过采用上述技术方案，当钛-铜复合粉的粒径在此范围内，能够更好的分散在钢液中，由于钛和铜之间具有较好的结合能力，保证钛不易在转炉出钢时氧化，降低了出钢时的脱氧要求，提高钛的收得率，保证后期钛能够析出更多的第二相粒子，起到固溶强化的作用，同时钛-铜复合粉的粒径在此范围内能在钢液中具有良好的分散能力，增加浇铸过程中等轴晶的比例，减少心部疏松和偏析。
第二方面，本申请提供一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，包括如下步骤：
S1：将炼钢原料在转炉冶炼得到粗钢液，粗钢液进行脱硫处理后开始出钢，在粗钢液出钢过程中进行脱氧和合金化；
S2：出钢后的钢液进入LF炉精炼；
S4：精炼后进行浇铸，得到待轧制的铸坯；
S5：将待轧制的铸坯加热，保温100-180min后进行轧制，终轧温度600-640℃；
S6：终轧后进行层流冷却，冷却后进行卷取，得到钛微合金化低合金高强度钢；
其中，钛的合金化在出钢过程中脱氧之后进行，所述钛-铜复合粉在出钢时加入，在出钢量达到1/4时开始加入，出钢量达到3/4时加入完毕。
通过采用上述技术方案，钛元素的引入采用钛-铜复合粉，并且控制钛-铜复合粉的加入时间，减少钛的损失，由于钛和铜之间通过化学方式结合，铜起到阻挡钛前期与氧反应，导致出现降低钛的收得率的情况，同时也降低了出钢过程中对脱氧的要求，保证了钛在浇铸、轧制和冷却等工序中能生成钛的碳、氮化合物等第二相粒子，抑制奥氏体晶粒的长大，提高钢的力学性能。
优选的，所述钛-铜复合粉的制备方法，包括如下步骤：
A1：钛棒表面进行预处理：将钛棒表面进行清洗和活化处理；
A2：镀液配制：将硫酸铜和柠檬酸钠混合后，再加入硼酸、次亚磷酸钠，得到镀液，调节镀液pH值为9-12，将镀液放入恒温水浴中加热至温度为50-70℃，将预处理后的钛棒放入镀液中，反应8h后取出，洗涤、干燥，得到包裹有铜镀层的钛棒；
A3：对包裹有铜镀层的钛棒表面进行磨削，得到钛-铜复合粉。
通过采用上述技术方案，采用化学镀的方式将铜镀在钛棒表面，在无外加电源的情况下，利用还原剂次亚磷酸钠将镀液中的金属铜离子还原沉积在待镀基体表面形成铜镀层；钛-铜复合粉的制备通过磨削形式产生，并非直接使用钛粉进行化学镀铜，减少了钛粉颗粒的团聚，使钛与铜结合的更紧密，并且能够保证钛-铜两种成分均匀分散在钢水中。
钛和铜通过化学镀的方式结合，具有较强的结合力，减少了钛前期与氧在合金化过程中反应，提高了钛的收得率，保证后期钛能形成更多的第二相粒子，起到固溶强化作用，保证了钢的强度；并且铜的加入能够促进浇铸过程中铸坯内柱状晶转变为等轴晶，同时还能使晶粒细化，进一步提高钢的力学性能。
优选的，所述S5中待轧制的铸坯的加热温度为1100-1280℃。
通过采用上述技术方案，由于钛微合金化钢的流变应力较小，故将加热温度控制在此范围内，能够减小氮化钛长大的同时还能有效降低奥氏体晶粒的异常长大，从而保证钛微合金钢的力学性能。
优选的，所述S5中进行轧制时，终轧温度600-640℃。
通过采用上述技术方案，通过控制轧制温度，使钛微合金化钢在轧制过程中能析出更多的碳化钛二相粒子，起到沉淀强化的作用，从而提高钢的力学性能。
优选的，所述S6中卷取温度为400-470℃。
通过采用上述技术方案，卷取温度是钛微合金化钢获得贝氏体组织的关键参数之一，当卷取温度过低时，更多的位错缺陷保留在基体内，同时减慢了碳和合金元素的扩散速度，容易形成比较大的板条贝氏体，尽管能够提高钢的强度，但钢塑性降低，而卷取温度为400-470℃时，能够形成粒状贝氏体组织，使钢的综合力学性能更强。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用钛和铝，钛微合金化复合铝的综合作用细化合金钢奥氏体晶粒，限定钛的含量在0.02-0.035范围内，能够发挥细化晶粒作用的同时减少有害大颗粒含钛化合物在凝固过程中析出。
2、本申请中优选采用钛-铜复合粉的方式引入钛元素，铜在钢中能够起到一定程度的固溶强化作用，提高钢的屈服强度，钛和铜结合形成的复合粉，具有较强的结合力，减少了钛前期与氧在合金化过程中反应，降低了对钢液的脱氧要求，提高了钛的收得率，保证后期钛能形成更多的第二相粒子，起到固溶强化作用，保证了钢的强度；并且铜的加入能够促进浇铸过程中铸坯内柱状晶转变为等轴晶，同时还能使晶粒细化，进一步提高钢的力学性能。
3、本申请的方法，通过转炉冶炼、精炼、浇铸、轧制、冷却、卷取等工艺并控制其工艺参数条件，获得力学性能更强的钛微合金化钢。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中所使用的原料均可通过市售获得。
制备例
制备例1
一种钛-铜复合粉的制备方法，包括以下步骤：
A1：钛棒表面进行预处理：将直径为10mm的钛棒放入质量比为1：3的氢氟酸和硝酸混合溶液，超声15min，清洗至中性后进行活化处理，将浓度为10g/L的氯化钯、浓度为6g/L的氯化钠溶液混合均匀后加入浓度为15g/L的氯化亚锡，搅拌至充分溶解，得到活化溶液，将清洗后的钛棒放入活化溶液中，超声15分钟后，静置、过滤并清洗至中性；
A2：镀液配制：将浓度为6g/L的硫酸铜和浓度为10g/L的柠檬酸钠混合并放置10min，再加入浓度为30g/L的硼酸、浓度为30g/L的次亚磷酸钠，得到镀液，调节镀液pH值为12，将镀液放入恒温水浴中加热至温度为70℃，将预处理后的钛棒浸没在镀液中，反应8h后取出，洗涤、干燥，得到包裹有铜镀层的钛棒。
A3：对包裹有铜镀层的钛棒表面用砂轮进行磨削，得到钛-铜复合粉。
制备例2
一种钛-铜复合粉的制备方法，包括以下步骤：
A1：钛棒表面进行预处理：将直径为10mm的钛棒放入质量比为1：3的氢氟酸和硝酸混合溶液，超声15min，清洗至中性后进行活化处理，将浓度为10g/L的氯化钯、浓度为6g/L的氯化钠溶液混合均匀后加入浓度为15g/L的氯化亚锡，搅拌至充分溶解，得到活化溶液，将清洗后的钛棒放入活化溶液中，超声15分钟后，静置、过滤并清洗至中性；
A2：镀液配制：将浓度为6g/L的硫酸铜和浓度为10g/L的柠檬酸钠混合并放置10min，再加入浓度为30g/L的硼酸、浓度为30g/L的次亚磷酸钠，得到镀液，调节镀液pH值为9，将镀液放入恒温水浴中加热至温度为50℃，将预处理后的钛棒浸没在镀液中，反应8h后取出，洗涤、干燥，得到包裹有铜镀层的钛棒。
A3：对包裹有铜镀层的钛棒表面用砂轮进行磨削，得到钛-铜复合粉。
制备例3
一种钛-铜复合粉的制备方法，包括以下步骤：
A1：钛粉表面进行预处理：将粒径为80微米的钛粉放入质量比为1：3的氢氟酸和硝酸混合溶液，超声15min，清洗至中性后进行活化处理，将浓度为10g/L的氯化钯、浓度为6g/L的氯化钠溶液混合均匀后加入浓度为15g/L的氯化亚锡，搅拌至充分溶解，得到活化溶液，将清洗后的钛粉放入活化溶液中，超声15分钟后，静置、过滤并清洗至中性；
A2：镀液配制：将浓度为6g/L的硫酸铜和浓度为10g/L的柠檬酸钠混合并放置10min，再加入浓度为30g/L的硼酸、浓度为30g/L的次亚磷酸钠，得到镀液，调节镀液pH值为12，将镀液放入恒温水浴中加热至温度为70℃；
将预处理后的钛粉放入在镀液中，反应8h后取出，洗涤、干燥，得到钛-铜复合粉。
实施例
实施例1
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将炼钢原料在转炉冶炼得到粗钢液，粗钢液进行脱硫处理后开始出钢，在粗钢液出钢过程中进行脱氧和合金化；
S2：出钢后的钢液进入LF炉精炼；
S4：精炼后进行浇铸，得到待轧制的铸坯，其成分组成按质量百分比计如表1所示；
S5：将待轧制的铸坯加热，加热温度为1250℃保温150min后进行轧制，终轧温度630℃；
S6：轧制钢材以18℃/S的速度层流冷却；冷却后进行卷取，卷取温度为450℃，得到钛微合金化低合金高强度钢；
其中，钛的合金化在出钢过程中脱氧之后进行，钛元素的引入通过采用钛-铜复合粉在出钢时加入，钛-铜复合粉添加到钢液中使钢液中钛和铜的重量比为6：4，钛-铜复合粉由制备例1制得，钛-铜复合粉的粒径为90微米，在出钢量达到1/4时开始加入，出钢量达到3/4时加入完毕。
实施例2-5
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，基于实施例1的基础上，其区别在于钢的成分组成不同。
实施例1-5的成分组成如表1所示。
表1实施例1-5的成分组成(按质量百分比计)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
C/％ 0.2 0.16 0.18 0.22 0.25
Si/％ 0.5 0.3 0.4 0.6 0.8
Mn/％ 1.3 1.1 1.2 1.4 1.5
N/％ 0.012 0.01 0.013 0.015 0.02
S/％ 0.035 0.028 0.03 0.04 0.045
P/％ 0.04 0.03 0.036 0.042 0.045
Al/％ 0.024 0.01 0.02 0.03 0.04
Ti/％ 0.1 0.02 0.08 0.2 0.35
Fe/％ 余量 余量 余量 余量 余量
实施例6-7
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，基于实施例1的基础上，加入的钛-铜复合粉由制备例2-3制备获得。
实施例8
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于钛-铜复合粉的粒径为20微米。
实施例9
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于钛-铜复合粉的粒径为150微米。
实施例10
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于S5中铸坯的加热温度为1000℃。
实施例11
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于S5中铸坯的加热温度为1400℃。
实施例12
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于S5中进行轧制时，终轧温度为500℃。
实施例13
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于S5中进行轧制时，终轧温度为700℃。
实施例14
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于S6中卷取温度为300℃。
实施例15
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于S6中卷取温度为500℃。
对比例
对比例1
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于合金化过程中未加入钛-铜复合粉，钛元素的引入采用单一的钛进行微合金化过程。
对比例2
一种钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，与实施例1的不同之处在于铝的含量为0。
性能检测试验
测试包括：
力学性能测试：使用GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验》对实施例1-15和对比例1-2制成的钛微合金化钢进行力学性能测试。测试结果如表2。
表2实施例1-15和对比例1-2的钛微合金化钢的测试结果
屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 伸长率/％
实施例1 520 650 28
实施例2 515 645 27.3
实施例3 516 646 27.4
实施例4 518 648 27.7
实施例5 519 649 27.8
实施例6 517.3 647.5 27.5
实施例7 510 640 27.0
实施例8 503 620 25.5
实施例9 506 624 25.7
实施例10 505 622 25.4
实施例11 508 625 25.8
实施例12 504 615.6 26.4
实施例13 504.7 616 26.6
实施例14 514 643.4 21.8
实施例15 514.5 643.5 22
对比例1 480 603 20
对比例2 495 610 21.5
结合实施例1-5并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于实施例2-5，说明实施例1为较优实施例。
结合实施例1和对比例1-2并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于对比例1-2，说明本申请中钛微合金化复合铝的综合作用细化合金钢奥氏体晶粒，限定钛的含量在0.02-0.035范围内，能够发挥细化晶粒作用的同时减少有害大颗粒含钛化合物在凝固过程中析出；
钛元素的引入采用钛-铜复合粉，铜在钢中能够起到一定程度的固溶强化作用，提高钢的屈服强度，钛和铜结合形成的复合粉，具有较强的结合力，减少了钛前期与氧在合金化过程中反应，降低了对钢液的脱氧要求，提高了钛的收得率，保证后期钛能形成更多的第二相粒子，起到固溶强化作用，保证了钢的强度；并且铜的加入能够促进浇铸过程中铸坯内柱状晶转变为等轴晶，同时还能使晶粒细化，进一步提高钢的力学性能。
结合实施例1和实施例6-7并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于实施例6-7，说明采用本申请的化学镀的方式将铜镀在钛棒表面，在无外加电源的情况下，利用还原剂次亚磷酸钠将镀液中的金属铜离子还原沉积在待镀基体表面形成铜镀层；钛-铜复合粉的制备通过磨削形式产生，并非直接使用钛粉进行化学镀铜，减少了钛粉颗粒的团聚，使钛与铜结合的更紧密，并且能够保证钛-铜两种成分均匀分散在钢水中。
钛和铜通过化学镀的方式结合，具有较强的结合力，减少了钛前期与氧在合金化过程中反应，提高了钛的收得率，保证后期钛能形成更多的第二相粒子，起到固溶强化作用，保证了钢的强度；并且铜的加入能够促进浇铸过程中铸坯内柱状晶转变为等轴晶，同时还能使晶粒细化，进一步提高钢的力学性能。
结合实施例1和实施例8-9并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于实施例8-9，说明当钛-铜复合粉的粒径在80-100微米范围内时，能够更好的分散在钢液内，由于钛和铜之间具有较好的结合能力，保证钛不易在转炉出钢时氧化，降低了出钢时的脱氧要求，提高钛的收得率，保证后期钛能够析出更多的第二相粒子，起到固溶强化的作用，同时钛-铜复合粉的粒径在此范围内能在钢液中具有良好的分散能力，增加浇铸过程中等轴晶的比例，减少心部疏松和偏析。
结合实施例1和实施例10-11并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于实施例10-11，说明本申请的加热温度控制在1100-1280℃范围内，能够减小氮化钛长大的同时还能有效降低奥氏体晶粒的异常长大，从而保证钛微合金钢的力学性能。
结合实施例1和实施例12-13并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于实施例12-13，说明本申请中控制终轧温度在600-640℃范围内，使钛微合金化钢在轧制过程中能析出更多的碳化钛二相粒子，起到沉淀强化的作用，从而提高钢的力学性能。
结合实施例1和实施例14-15并结合表2可以看出，实施例1的力学性能优于实施例14-15，说明当卷取温度过低时，更多的位错缺陷保留在基体内，同时减慢了碳和合金元素的扩散速度，容易形成比较大的板条贝氏体，尽管能够提高钢的强度，但钢塑性降低，而卷取温度为400-470℃时，能够形成粒状贝氏体组织，使钢的综合力学性能更强。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种钛微合金化低合金高强度钢，其特征在于，由如下质量百分比的元素组成：
C：0.16-0.25％，Si：0.30-0.80％，Mn：1.10-1.50％，N≤0.02％，S≤0.045％，P≤0.045％，Al：0.01-0.04%，Ti：0.02-0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述钛元素的引入采用钛-铜复合粉，所述钛-铜复合粉添加到钢液中使钢液中钛和铜的重量比为6：（3-5）。
2.根据权利要求1所述的一种钛微合金化低合金高强度钢，其特征在于：由如下质量百分比的元素组成：
C：0.18-0.22％、Si：0.40-0.60％、Mn：1.20-1.40％、N≤0.01％、S≤0.03％、P≤0.035％，Al：0.02-0.03%，Ti：0.08-0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述钛元素的引入采用钛-铜复合粉，所述钛-铜复合粉添加到钢液中使钢液中钛和铜的重量比为6：4。
3.根据权利要求2所述的一种钛微合金化低合金高强度钢，其特征在于：所述钛-铜复合粉的粒径为80-100微米。
4.一种权利要求1-3任一项所述的钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将炼钢原料在转炉冶炼得到粗钢液，粗钢液进行脱硫处理后开始出钢，在粗钢液出钢过程中进行脱氧和合金化；
S2：出钢后的钢液进入LF炉精炼；
S4：精炼后进行浇铸，得到待轧制的铸坯；
S5：将待轧制的铸坯加热，保温100-180min后进行轧制，终轧温度600-640℃；
S6：终轧后进行层流冷却，冷却后进行卷取，得到钛微合金化低合金高强度钢；
其中，钛的合金化在出钢过程中脱氧之后进行，所述钛-铜复合粉在出钢时加入，在出钢量达到1/4时开始加入，出钢量达到3/4时加入完毕。
5.根据权利要求4所述的钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，其特征在于：所述钛-铜复合粉的制备方法，包括如下步骤：
A1：钛棒表面进行预处理：将钛棒表面进行清洗和活化处理；
A2：镀液配制：将硫酸铜和柠檬酸钠混合后，再加入硼酸、次亚磷酸钠，得到镀液，调节镀液pH值为9-12，将镀液放入恒温水浴中加热至温度为50-70℃，将预处理后的钛棒放入镀液中，反应8h后取出，洗涤、干燥，得到包裹有铜镀层的钛棒；
A3：对包裹有铜镀层的钛棒表面进行磨削，得到钛-铜复合粉。
6.根据权利要求4所述的钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，其特征在于：所述S5中待轧制的铸坯的加热温度为1100-1280℃。
7.根据权利要求4所述的钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，其特征在于：所述S5中进行轧制时，终轧温度600-640℃。
8.根据权利要求4所述的钛微合金化低合金高强度钢的生产工艺，其特征在于：所述S6中卷取温度为400-470℃。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116430A (en) * 1990-02-09 1992-05-26 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Process for surface treatment titanium-containing metallic material
CN102703812A (zh) * 2012-06-27 2012-10-03 攀枝花钢城集团有限公司 钛微合金化500MPa级高强度钢筋及其生产方法
CN103305755A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 宝山钢铁股份有限公司 一种薄带连铸低碳微合金高强钢带制造方法
CN103451535A (zh) * 2013-09-18 2013-12-18 济钢集团有限公司 一种510MPa级汽车大梁用热连轧板带钢及其生产工艺
CN108396225A (zh) * 2018-04-17 2018-08-14 马钢(集团)控股有限公司 一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法
CN109423614A (zh) * 2017-08-22 2019-03-05 宁波江丰电子材料股份有限公司 靶材组件制造方法
CN110343961A (zh) * 2019-07-26 2019-10-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抗拉强度800MPa级热轧复相钢及其生产方法
CN111733417A (zh) * 2020-06-11 2020-10-02 华东交通大学 一种钛或钛合金表面低温渗铜的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116430A (en) * 1990-02-09 1992-05-26 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Process for surface treatment titanium-containing metallic material
CN103305755A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 宝山钢铁股份有限公司 一种薄带连铸低碳微合金高强钢带制造方法
CN102703812A (zh) * 2012-06-27 2012-10-03 攀枝花钢城集团有限公司 钛微合金化500MPa级高强度钢筋及其生产方法
CN103451535A (zh) * 2013-09-18 2013-12-18 济钢集团有限公司 一种510MPa级汽车大梁用热连轧板带钢及其生产工艺
CN109423614A (zh) * 2017-08-22 2019-03-05 宁波江丰电子材料股份有限公司 靶材组件制造方法
CN108396225A (zh) * 2018-04-17 2018-08-14 马钢(集团)控股有限公司 一种700MPa级含钛热轧双相钢板及其制造方法
CN110343961A (zh) * 2019-07-26 2019-10-18 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抗拉强度800MPa级热轧复相钢及其生产方法
CN111733417A (zh) * 2020-06-11 2020-10-02 华东交通大学 一种钛或钛合金表面低温渗铜的方法

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