CN115341138A - 一种高强防护钢板及其制造方法 - Google Patents
一种高强防护钢板及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115341138A CN115341138A CN202210817636.XA CN202210817636A CN115341138A CN 115341138 A CN115341138 A CN 115341138A CN 202210817636 A CN202210817636 A CN 202210817636A CN 115341138 A CN115341138 A CN 115341138A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel plate
- steel
- temperature
- thickness
- percent
- 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
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 177
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 177
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 33
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 19
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims description 19
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 17
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 16
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 14
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 8
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 claims description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical class [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 241001544487 Macromiidae Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- -1 comprises Ramor 450 Chemical compound 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910001568 polygonal ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- 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
- C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
- C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
-
- 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
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高强防护钢板及其制造方法，钢板的厚度的4‑15mm，微观组织为马氏体，或残余少量的残余奥氏体，防弹性能满足：4mm以上厚度钢板满足7.62普弹射击防护要求：弹速820～835m/s，射距100m，靶板法线角度0°；5mm以上厚度钢板满足北约标准I级7.62mm*51NATO弹的防弹要求。钢板的化学成分按质量百分比计为C：0.28～0.38％，Si：0.25～0.45％，Mn：0.60～1.20％，Cr+Ni+Mo：2.00‑2.50％，Al：0.02～0.06％，B：0.0010～0.0030％，P≤0.010％，S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。钢板成品的碳当量不大于0.80％，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
Description
技术领域
本发明属于铁基合金技术领域，尤其涉及一种防护钢板及其制造方法。
背景技术
高强防护钢板广泛应用于防爆车、巡逻车、贵重物品押运车等特种车辆的制造。钢板首要特征是其防护性能，即抗子弹侵彻钢板的能力。增加钢板厚度从而提高弹丸入侵钢板所需要的能力，是提高抗弹性能的有效办法，但这会增加车体的重量，减少车辆的灵活性和有效装载量。因此，在满足钢板同等抗弹性能的前提下，减薄钢板的厚度或者降低钢板的密度是防弹钢板发展的两个重要方向。
实现钢板减薄的研发方向需要从钢板的硬度和韧性两个性能角度考虑。硬度提高可以有效的提高材料抗弹性能，但硬度值并非越高越好，还需要考虑钢板的韧性指标，好的防护钢板需要兼顾良好的强度和韧性。
国际市场上，瑞典的SSAB在特种车辆的防护钢板的生产处于领先地位，目前国内民用或出口车辆应用较多的为SSAB的Armox和Ramor系列，其中Ramor主要有Ramor 450、Ramor 500、Ramor 550等品种，较多地应用在军民两用装甲车辆，国际市场上还有美国的MIL系列、法国的MARS系列等，国内宝钢和南钢相继开发出类似钢板。
发明内容
本发明的目的是提供一种4-15mm厚的高强防护钢板及其制造方法，钢板的厚度公差为0-0.6mm，钢板硬度520-580HBW，加工及焊接性能良好，防弹性能优越。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种高强防护钢板，厚度为4-15mm，微观组织为马氏体，化学成分按质量百分比计为C：0.28～0.38％，Si：0.25～0.45％，Mn：0.60～1.20％，Cr+Ni+Mo：2.00-2.50％，Al：0.02～0.06％，B：0.0010～0.0030％，P≤0.010％，S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。钢板成品的碳当量不大于0.80％，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，式中元素符号代表对应元素的质量百分比。
本发明的高强防护钢板，尤其是4-15mm生产厚度的该钢板所采用的化学成分是这样确定的：
C：碳是保证钢板强度重要的元素，其固溶强化作用显著，适当的碳含量有助于提高钢的强度，从而提高钢板的抗弹性能，但是过高的含碳量则会降低钢板韧性，对材料的后续加工及使用不利。为保证材料的低温冲击韧性和可焊性，本发明控制碳含量为0.28～0.38％。
Si：硅是钢中重要的脱氧元素，作为合金时通常以固溶强化形式提高钢的强度，适量的硅可以提高钢的弹性极限、屈服点以及抗拉强度。本发明Si含量控制为0.25～0.45％。
Mn：锰是固溶强化元素，可以提高材料的淬透性，是提高钢板强度的重要元素，但锰含量添加过高容易产生偏析并会降低材料韧性，恶化性能。本发明锰含量控制为0.60～1.20％。
Cr+Ni+Mo：本发明采用Cr-Ni–Mo系合金成分设计，铬是提高钢淬透性的元素，可以提高钢的强度、硬度、耐磨性以及耐腐蚀性能。另外，适当的铬含量能够抑制珠光体和多边形铁素体的形成，促进贝氏体或马氏体的转变。镍在钢中能够增加钢的淬透性，随着钢中镍含量的增加，钢的强度不断上升，但塑韧性并不发生显著的下降，同时高Ni的加入有利于提高材料的防弹性能和改善焊接接头性能。钼可提高材料淬透性，控制热处理冷却组织，细化晶粒，提高材料塑性和强度。本发明中三种元素的含量控制在2.00-2.50％。
B：硼可以增加钢的淬透性的重要元素，可以节约其他贵重合金的加入量，本发明硼含量控制为0.0010～0.0030％。
Al：铝是强脱氧元素，适量的铝含量可有效减少钢中的夹杂物含量，而另一方面酸溶铝形成弥散细小的AlN可以阻止奥氏体晶粒度的长大，本发明控制Al含量控制在0.02～0.06％。
P：磷为钢中的杂质元素，易形成晶间偏析，给高强钢板的韧性带来不利的影响，应尽量减少其含量。本发明控制P≤0.010％。
S：硫在钢中一般为有害元素，其在钢中容易以硫化物的夹杂物存在，降低钢的延展性和韧性，本发明中硫的含量控制在不大于0.003％。
本发明的另一目的是要提供上述钢板的制造方法，主要包括：
步骤一、钢水冶炼：冶炼符合化学成分要求的钢水，其中，浇铸前钢水中的氢含量＜1.0ppm；
步骤二、浇铸：将钢水浇铸成钢坯，钢坯低倍满足：中心偏析C类不大于1.0级，中心疏松不大于0.5级，无中心裂纹、角裂纹、三角区裂纹；
步骤三、加热：钢坯入炉加热，组织奥氏体化，元素充分固溶，减少偏析；
步骤四、轧制：开轧温度为980～1050℃，生产4-8mm厚度的钢板不控轧，并使用较高的开轧温度；生产8mm以上厚度(＞8-15mm)的钢板分两阶段轧制，其中第二阶段轧制的开轧温度为850-900℃，终轧温度不低于800℃，矫直后空冷；
步骤五、热处理：钢板经过淬火+回火热处理，淬火加热后水冷至Ms马氏体相变点以下直至室温；淬火钢板在24小时以内进行回火处理。
优选地，步骤一中，钢水冶炼采用转炉初炼、钢水精炼和真空脱气。
优选地，步骤二中，采用连铸工艺将钢水浇铸成连铸坯，连铸坯厚度≥150mm，连铸坯入坑缓冷至室温。
优选地，步骤三中，采用分段加热对铸坯进行加热，其中铸坯均热段最高温度为1240℃，对于中心偏析为C类0.5级的铸坯均热时间控制在1～2小时，对于中心偏析为C类1.0级的铸坯均热时间控制在2～4小时，减缓合金元素偏析。
优选地，步骤五中，淬火温度900±10℃，保温时间2.5min/mm且≥30min；回火温度200±10℃，保温时间6min/mm且≥60min，加热后空冷至室温，瓢曲钢板可带温矫直后再空冷至室温，保证钢板不平度不大于5mm/m。
与现有技术相比，本发明的设计要点在于：
(1)本发明的4-15mm的高强防护钢板成分设计为C：0.28～0.38，Si：0.25～0.45，Mn：0.60～1.20，Cr+Ni+Mo：2.00-2.50，Al：0.02～0.06，B：0.0010-0.0030，P≤0.010，S≤0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。要求钢板成品的碳当量不大于0.80，其目的是保证钢板强度的同时，兼顾材料的韧性和焊接性能；成分设计中采用较高含量的常用元素Al进行微合金化作用，替代常用的微合金元素Nb和Ti，避免了Nb和Ti的大尺寸析出物对材料冲击性能的影响。
(2)本发明的4-15mm的高强防护钢板对连铸板坯提出要求，连铸坯低倍达到以下要求方可使用：中心偏析C类不大于1.0级，中心疏松不大于0.5级，无中心裂纹、角裂纹、三角区裂纹。其中特别是坯料中心偏析的要求，是影响材料冲击韧性和加工性能的关键要素。
(3)本发明的4-15mm的高强防护钢板对不同厚度钢板的铸坯的均热时间作特殊要求，中心偏析为C类0.5级连铸坯均热时间控制在1～2小时，中心偏析为C类1.0级连铸坯均热时间控制在2～4小时，目的是实现板坯合金元素的扩散均质。
(4)本发明的4-15mm的高强防护钢板设计独特的轧制工艺，对厚度4-8mm钢板采用尽可能高的开轧温度，不控轧的工艺，重在保证轧后钢板的板型；对厚度＞8-20mm钢板设计两阶段轧制工艺，该工艺的目的是细化材料晶粒。
(5)本发明的4-15mm的高强防护钢板要求钢板淬火钢板经淬火机快速水冷至Ms马氏体相变点以下直至室温，旨在让马氏体转变更加完全，残余奥氏体的比例减少，有助于强度和硬度指标提高。
(6)本发明的4-15mm的高强防护钢板要求钢板淬火钢板需要在24小时内进行低温回火处理，目的是在马氏体组织不发生回火析出的前提下减少钢板淬火应力，及时回火有助于防止钢板产生应力开裂。
附图说明
图1为15mm厚钢板芯部500倍金相组织图；
图2为4mm厚钢板试样折弯实物图；
图3为5mm厚钢板北约标准I级7.62mm*51NATO弹的抗弹实物图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
实施例1的4mm厚高强防护钢板的化学成分按照质量百分比计为：C：0.33，Si：0.25，Mn：0.71，Cr+Ni+Mo：2.17，B：0.0020，P：0.0051，S：0.0018，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量为0.71。
主要工序的具体操作如下：
炼钢：炼钢过程严格控制钢中五大有害元素，其中N不大于25ppm，O不大于8ppm，H不大于1.0ppm，精炼以及脱气工序需要进行钙处理，控制夹杂物的尺寸及组成.
连铸：钢水经直弧连铸机连铸成厚度150mm的连铸板坯，控制钢水过热度不大于20℃，且利用了轻压下和中间包加热技术。板坯低倍为：中心偏析C类0.5级；中心疏松0.5级；无其他三角区裂纹等缺陷。
轧制：采用步进炉加热连铸坯，采用分段加热方式，连铸坯均热段最高温度1240℃，均热时间控制在1.5小时。开轧温度为1010℃，不控轧，终轧温度820℃。钢板经热矫直机矫直后在冷床上空冷。
热处理：在连续炉将钢板加热至900℃，并保温30min后进入淬火机水冷至Ms马氏体相变点以下直至室温。淬火钢板24小时内利用连续炉进行回火热处理，钢板加热至200℃并保温60min后出炉，钢板带温进行强力矫直处理，钢板在冷床上冷却至室温后得到不平度不大于5mm/m钢板。
经由上述制造工艺制得的4mm厚高强防护钢板性能均匀，其主要性能详见表1，抗弹性能实测结果见表2。
实施例2
实施例2的5mm厚高强防护钢板的化学成分按照质量百分比计为：C：0.35，Si：0.23，Mn：0.85，Cr+Ni+Mo：2.33，Al：0.051，B：0.0025，P：0.0045，S：0.0021，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量为0.76。
主要工序的具体操作如下：
炼钢：炼钢过程严格控制钢中五大有害元素，其中N不大于25ppm，O不大于8ppm，H不大于1.0ppm，精炼以及脱气工序需要进行钙处理，控制夹杂物的尺寸及组成.
连铸：钢水经直弧连铸机连铸成厚度150mm的连铸板坯，控制钢水过热度不大于20℃，且利用了轻压下和中间包加热技术。板坯低倍为：中心偏析C类1.0级；中心疏松0.5级；无其他三角区裂纹等缺陷。
轧制：采用步进炉加热连铸坯，采用分段加热方式，连铸坯均热段最高温度1240℃，均热时间控制在3小时。开轧温度为1020℃，不控轧，终轧温度825℃。钢板经热矫直机矫直后在冷床上空冷。
热处理：在连续炉将钢板加热至900℃，并保温30min后进入淬火机水冷至室温。淬火钢板24小时内利用连续炉进行回火热处理，钢板加热至200℃并保温60min后出炉，钢板带温进行强力矫直处理，钢板在冷床上冷却至室温后得到不平度不大于5mm/m钢板。
经由上述制造工艺制得的5mm厚高强防护钢板性能均匀，其主要性能详见表1，抗弹性能实测结果见表2。
实施例3
实施例3的12mm厚高强防护钢板的化学成分按照质量百分比计为：C：0.35，Si：0.25，Mn：0.83，Cr+Ni+Mo：2.44，Al：0.045，B：0.0017，P：0.0054，S：0.0020，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量为0.78。
主要工序的具体操作如下：
炼钢：炼钢过程严格控制钢中五大有害元素，其中N不大于25ppm，O不大于8ppm，H不大于1.0ppm，精炼以及脱气工序需要进行钙处理，控制夹杂物的尺寸及组成.
连铸：钢水经直弧连铸机连铸成厚度150mm的连铸板坯，控制钢水过热度不大于20℃，且利用了轻压下和中间包加热技术。板坯低倍为：中心偏析C类0.5级；中心疏松0.5级；无其他三角区裂纹等缺陷。
轧制：采用步进炉加热连铸坯，采用分段加热方式，连铸坯均热段最高温度1240℃，均热时间控制在1.5小时。钢板分两阶段轧制，其中一阶段开轧温度990℃，二阶段开轧温度870℃，终轧温度810℃。钢板经热矫直机矫直后在冷床上空冷。
热处理：在连续炉将钢板加热至900℃，并保温30min后进入淬火机水冷至室温。淬火钢板24小时内利用连续炉进行回火热处理，钢板加热至200℃并保温60min后出炉，钢板带温进行强力矫直处理，钢板在冷床上冷却至室温后得到不平度不大于5mm/m钢板。
经由上述制造工艺制得的12mm厚高强防护钢板性能均匀，其主要性能详见表1，抗弹性能实测结果见表2。
实施例4
实施例4的15mm厚高强防护钢板的化学成分按照质量百分比计为：C：0.35，Si：0.25，Mn：0.80，Cr+Ni+Mo：2.50，Al：0.047，B：0.0018，P：0.0050，S：0.0021，其余为Fe和不可避免的杂质，碳当量为0.79。
主要工序的具体操作如下：
炼钢：炼钢过程严格控制钢中五大有害元素，其中N不大于25ppm，O不大于8ppm，H不大于1.0ppm，精炼以及脱气工序需要进行钙处理，控制夹杂物的尺寸及组成.
连铸：钢水经直弧连铸机连铸成厚度150mm的连铸板坯，控制钢水过热度不大于20℃，且利用了轻压下和中间包加热技术。板坯低倍为：中心偏析C类1.0级；中心疏松0.5级；无其他三角区裂纹等缺陷。
轧制：采用步进炉加热连铸坯，采用分段加热方式，连铸坯均热段最高温度1240℃，均热时间控制在3小时。钢板分两阶段轧制，其中一阶段开轧温度1000℃，二阶段开轧温度890℃，终轧温度835℃。钢板经热矫直机矫直后在冷床上空冷。
热处理：在连续炉将钢板加热至900℃，并保温30min后进入淬火机水冷至室温。淬火钢板24小时内利用连续炉进行回火热处理，钢板加热至200℃并保温60min后出炉，钢板带温进行强力矫直处理，钢板在冷床上冷却至室温后得到不平度不大于5mm/m钢板。
经由上述制造工艺制得的15mm厚高强防护钢板性能均匀，其主要性能详见表1，抗弹性能实测结果见表2。
表1实施例1～实施例4高强防护钢板的主要性能指标
表2实施例1～实施例4高强防护钢板的抗弹实测数据
需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (8)
1.一种高强防护钢板，其特征在于：微观组织为马氏体，化学成分按质量百分比计为C：0.28～0.38％，Si：0.25～0.45％，Mn：0.60～1.20％，Cr+Ni+Mo：2.00-2.50％，Al：0.02～0.06％，B：0.0010～0.0030％，P≤0.010％，S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述高强防护钢板，其特征在于：钢板成品的碳当量不大于0.80％，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，式中元素符号代表对应元素的质量百分比。
3.根据权利要求1所述的高强防护钢板，其特征在于：钢板厚度为4-15mm，防弹性能满足：4mm以上厚度钢板满足7.62普弹射击防护要求：弹速820～835m/s，射距100m，靶板法线角度0°；5mm以上厚度钢板满足北约标准I级7.62mm*51NATO弹的防弹要求。
4.一种制造权利要求1所述高强防护钢板的方法，其特征在于：包括
步骤一、钢水冶炼：冶炼符合化学成分要求的钢水，钢水浇铸前氢含量＜1.0ppm；
步骤二、浇铸：将钢水浇铸成钢坯，钢坯低倍满足：中心偏析C类不大于1.0级，中心疏松不大于0.5级，无中心裂纹、角裂纹、三角区裂纹；
步骤三、加热：钢坯入炉加热，组织奥氏体化，元素充分固溶；
步骤四、轧制：开轧温度为980～1050℃，生产4-8mm厚度的钢板不控轧，并使用较高的开轧温度；生产8mm以上厚度的钢板分两阶段轧制，其中第二阶段轧制的开轧温度为850-900℃，终轧温度不低于800℃，矫直后空冷；
步骤五、热处理：钢板经过淬火+回火热处理，淬火加热后水冷至Ms马氏体相变点以下直至室温；淬火钢板在24小时以内进行回火处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤一中，钢水冶炼包括转炉初炼、钢水精炼和真空脱气。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤二中，采用连铸工艺将钢水浇铸成连铸坯，连铸坯厚度≥150mm，连铸坯入坑缓冷至室温。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤五中，淬火温度900±10℃，保温时间2.5min/mm且≥30min；回火温度200±10℃，保温时间6min/mm且≥60min，加热后空冷至室温，瓢曲钢板可带温矫直后再空冷至室温，保证钢板不平度不大于5mm/m。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤三中，采用分段加热对铸坯进行加热，其中铸坯均热段最高温度为1240℃，对于中心偏析为C类0.5级的铸坯均热时间控制在1～2小时，对于中心偏析为C类1.0级的铸坯均热时间控制在2～4小时，减缓合金元素偏析。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210817636.XA CN115341138B (zh) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 一种高强防护钢板及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210817636.XA CN115341138B (zh) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 一种高强防护钢板及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115341138A true CN115341138A (zh) | 2022-11-15 |
| CN115341138B CN115341138B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=83948294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210817636.XA Active CN115341138B (zh) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 一种高强防护钢板及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115341138B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117026094A (zh) * | 2023-09-23 | 2023-11-10 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种高强防护防弹用钢板及其生产方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5458704A (en) * | 1992-07-21 | 1995-10-17 | Thyssen Stahl Ag | Process for the production of thick armour plates |
| CN101481779A (zh) * | 2008-12-06 | 2009-07-15 | 燕山大学 | 高塑性高韧性超高强度钢及其制造方法 |
| CN108018492A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-11 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种布氏硬度大于550hb的高级别低合金耐磨钢板及制造方法 |
| CN108441768A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-24 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种防护门高强抗侵彻钢及其热处理方法 |
| US20180265942A1 (en) * | 2015-08-28 | 2018-09-20 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Armor Plate With 2000 MPA-Graded Tensile Strength, and Manufacturing Method Therefor |
| CN109652624A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种超高强度防护钢及其制造方法 |
| CN113667881A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种高性能耐磨钢板nm500e的生产方法 |
| CN114480970A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 上海大学 | 一种高强高韧钢及其制备方法和应用 |
| CN114657457A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-06-24 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种Ti微合金化防护用高强特种钢板及生产方法 |
-
2022
- 2022-07-12 CN CN202210817636.XA patent/CN115341138B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5458704A (en) * | 1992-07-21 | 1995-10-17 | Thyssen Stahl Ag | Process for the production of thick armour plates |
| CN101481779A (zh) * | 2008-12-06 | 2009-07-15 | 燕山大学 | 高塑性高韧性超高强度钢及其制造方法 |
| US20180265942A1 (en) * | 2015-08-28 | 2018-09-20 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Armor Plate With 2000 MPA-Graded Tensile Strength, and Manufacturing Method Therefor |
| CN108018492A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-11 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种布氏硬度大于550hb的高级别低合金耐磨钢板及制造方法 |
| CN108441768A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-24 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种防护门高强抗侵彻钢及其热处理方法 |
| CN109652624A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种超高强度防护钢及其制造方法 |
| CN113667881A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种高性能耐磨钢板nm500e的生产方法 |
| CN114480970A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 上海大学 | 一种高强高韧钢及其制备方法和应用 |
| CN114657457A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-06-24 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种Ti微合金化防护用高强特种钢板及生产方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117026094A (zh) * | 2023-09-23 | 2023-11-10 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种高强防护防弹用钢板及其生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115341138B (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108728743B (zh) | 低温断裂韧性良好的海洋工程用钢及其制造方法 | |
| WO2020062564A1 (zh) | 一种超高钢q960e厚板及制造方法 | |
| CN111455269A (zh) | 屈服强度960MPa级甚高强度海工钢板及其制造方法 | |
| CN105925893A (zh) | 一种250mm厚的S355NL低碳高韧性低合金钢板及其制造方法 | |
| CN109930075B (zh) | 一种装甲用防弹钢板及其制造方法 | |
| CN104674121A (zh) | 一种高抗弹性装甲用钢板及其制造方法 | |
| CN112813344B (zh) | 一种屈服强度620MPa级高强高韧易焊接结构钢板及其制备方法 | |
| CN100359034C (zh) | 一种1000Mpa级高强度热轧防弹钢板及其制造方法 | |
| CN111394652A (zh) | 一种稀土装甲钢及其制造方法 | |
| CN107326304A (zh) | 一种TMCP型屈服500MPa级桥梁钢板及生产方法 | |
| CN106591718A (zh) | 屈服420MPa级高韧抗酸调质型管件钢板及生产方法 | |
| CN114480970B (zh) | 一种高强高韧钢及其制备方法和应用 | |
| CN109930069B (zh) | 一种兼具超高强度高韧性的轻型钢板的制造方法 | |
| CN115341138B (zh) | 一种高强防护钢板及其制造方法 | |
| CN115627423B (zh) | 一种1600MPa级的热轧卷板及其生产方法 | |
| CN114134387B (zh) | 一种抗拉强度1300MPa级厚规格超高强钢板及其制造方法 | |
| KR20120087619A (ko) | 열연강판, 그 제조 방법 및 이를 이용한 고강도 강관 제조 방법 | |
| CN115261717B (zh) | 一种1800MPa级高强度自强韧防护用钢板及其制造方法 | |
| CN114959511A (zh) | 一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法 | |
| CN110317994B (zh) | 一种高热输入焊接用超高强度钢及其制造方法 | |
| CN110964985A (zh) | 一种无钼低合金耐磨钢板及其生产方法 | |
| CN113528981B (zh) | 一种2000MPa级防护用钢板及其制备方法 | |
| CN113528974B (zh) | 一种防护用钢及其制备方法 | |
| CN115478210B (zh) | 一种1500MPa级高强度自强韧防护钢板及其制造方法 | |
| CN115786806B (zh) | 一种具有良好低温韧性的高强度低碳当量特厚钢板及其制造方法 |
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 |