CN115896617A - 一种低成本超级钢材料组织成分及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低成本超级钢材料组织成分及其制备方法。所述低成本超级钢材料组织成分由如下元素组成：碳0.35～0.8wt.％、锰0.3～3.1wt.％、硅0.32～1.8wt.％、镍4.5～9wt.％、铬0.2～1.2wt.％、钼0.45～1.65wt.％、铌0.035～0.06wt.％、钒0.45～1.02wt.％、铝0.01～0.06wt.％和余量的铁以及杂质。所述钢材料其元素种类配比科学，各元素含量合理，经检测所得钢材料的屈服强度为950～1200MPa、抗拉强度为1180～1700MPa和延伸率为19～22％，均达到优异的性能。同时所述制备方法工艺步骤简便易控，能耗较低，具有低成本优势。
Description
技术领域
本发明属于钢铁材料及其加工制备领域，具体涉及一种低成本超级钢材料组织成分及其制备方法。
背景技术
炼钢的主要原料是含炭较高的铁水或生铁以及废钢铁。为了去除铁水中的杂质，还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂和造渣材料，以及铁合金等材料，以调整钢的成分。含炭较高的铁水或生铁加入炼钢炉以后，经过供氧吹炼、加矿石、脱炭等工序，将铁水中的杂质氧化除去，并加入合金进行合金化，最后经连铸、轧制得到钢材料，可在军事领域进行大批量使用。
但现有技术中，制备钢材料成本较高，且性能仍有改善空间，故基于此，提出本发明技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种低成本超级钢材料组织成分及其制备方法。所述低成本超级钢材料组织成分其元素种类配比科学，各元素含量合理，经检测最终所得钢材料的屈服强度为950～1200MPa、抗拉强度为1180～1700MPa和延伸率为19～22％，均达到优异的性能。同时，制备过程中不添加比例较大的稀有金属，采用普通化学成分，没有高成本的真空冶炼和特殊工艺，其生产成本和普通钢材生产方式相似，成本较低。
本发明的方案是提供一种低成本超级钢材料组织成分，其由如下质量分数的元素组成：碳0.35～0.8wt.％、锰0.3～3.1wt.％、硅0.32～1.8wt.％、镍4.5～9wt.％、铬0.2～1.2wt.％、钼0.45～1.65wt.％、铌0.035～0.06wt.％、钒0.45～1.02wt.％、铝0.01～0.06wt.％和余量的铁以及不可避免的杂质。
优选地，所述不可避免的杂质包括铜、磷、硫和氮；所述铜的质量分数≤0.035wt.％，所述磷的质量分数≤0.015wt.％，所述硫的质量分数≤0.01wt.％，所述氮的质量分数≤0.008wt.％。
优选地，所述低成本超级钢材料组织成分由如下质量分数的元素组成：碳0.36wt.％、锰2.45wt.％、硅0.71wt.％、镍4.65wt.％、铬0.78wt.％、钼0.45wt.％、铌0.037wt.％、钒0.52wt.％、铝0.01wt.％、铜0.032wt.％、磷0.015wt.％、硫0.01wt.％、氮0.008wt.％和余量的铁。
基于相同的技术构思，本发明的再一方案是提供一种低成本超级钢材料组织成分的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)通过转炉炼钢初炼钢水，待钢水中碳含量为0.15～0.32wt.％，磷含量≤0.015wt.％，硫含量≤0.01wt.％时向钢包出钢；
(2)在出钢过程中，调整镍含量为4.5～9wt.％，锰含量为0.3～3.1wt.％，硅含量为0.32～1.8wt.％，铬含量为0.2～1.2wt.％，钼含量0.45～1.65wt.％，铌含量为0.035～0.06wt.％，并控制氮含量≤0.008wt.％，同时调整铝含量为0.01～0.06wt.％；
(3)在钢包炉外精炼时，将钢水中碳和硅的质量分数提高至标准要求，继续调整钢水中钒含量为0.45～1.02wt.％，铜含量≤0.035wt.％，同时加热搅拌以保证奥氏体均匀化及合金元素充分熔解均匀化，并对铁水脱硫处理；
(4)匹配炼钢炉和连铸机，将铸坯进行加热并保温，采用多道次异型轧制并以热轧终轧，即可得到低成本超级钢材料。
优选地，步骤(2)中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁。
优选地，步骤(3)中，所述加热至温度为1050～2300℃。
优选地，步骤(4)中，将铸坯进行加热至1150～1250℃，并按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定。
优选地，步骤(4)中，所述热轧的温度为820～980℃。试验过程中将碳、硅提高到目标比例并采用热轧的方式可提高屈服强度和抗拉度。
本发明的有益效果为：
本发明所述的低成本超级钢材料组织成分，其元素种类配比科学，各元素含量合理，经检测最终所得钢材料的屈服强度为950～1200MPa、抗拉强度为1180～1700MPa和延伸率为19～22％，均达到优异的性能。
本发明所述的制备方法，工艺步骤简便易控，能耗较低，具有低成本优势。同时，制备过程中不添加比例较大的稀有金属，采用普通化学成分，没有高成本的真空冶炼和特殊工艺，其生产成本和普通钢材生产方式相似，成本较低。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种低成本超级钢材料组织成分的制备方法，在本实施例中，钢材料的元素组成如表1所示。
表1元素组成
| 元素 | 碳 | 锰 | 硅 | 镍 | 铬 | 钼 | 铌 |
| 占比/％ | 0.36 | 2.45 | 0.71 | 4.65 | 0.78 | 0.45 | 0.037 |
| 元素 | 钒 | 铝 | 铜 | 磷 | 硫 | 氮 | 铁 |
| 占比/％ | 0.52 | 0.01 | 0.032 | 0.015 | 0.01 | 0.008 | 余量 |
所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法包括如下步骤：
(1)通过转炉炼钢初炼钢水，待钢水中碳含量为0.15wt.％，磷含量为0.015wt.％，硫含量为0.01wt.％时向钢包出钢；
(2)在出钢过程中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁；具体的：调整镍含量为4.65wt.％，锰含量为2.45wt.％，硅含量为0.71wt.％，铬含量为0.78wt.％，钼含量0.45wt.％，铌含量为0.037wt.％，氮含量为0.008wt.％，铝含量为0.01wt.％；
(3)在钢包炉外精炼时，将钢水中碳提高至0.36wt.％，继续调整钢水中钒含量为0.52wt.％，铜含量为0.032wt.％，同时加热至1050℃并弱电磁搅拌以保证奥氏体均匀化及合金元素充分熔解均匀化，并对铁水脱硫处理；
(4)匹配炼钢炉和连铸机，将铸坯进行加热至1150℃并保温(按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定)，采用多道次异型轧制并以热轧终轧，所述热轧的温度为820℃，得到所述低成本钢材料。
经检测，本实施例所得钢材料性能如表2所示。
表2钢材料性能
实施例2
本实施例提供一种低成本超级钢材料组织成分的制备方法，在本实施例中，钢材料的元素组成如表3所示。
表3元素组成
| 元素 | 碳 | 锰 | 硅 | 镍 | 铬 | 钼 | 铌 |
| 占比/％ | 0.42 | 2.15 | 0.8 | 5 | 0.82 | 0.6 | 0.035 |
| 元素 | 钒 | 铝 | 铜 | 磷 | 硫 | 氮 | 铁 |
| 占比/％ | 0.62 | 0.012 | 0.002 | 0.015 | 0.01 | 0.008 | 余量 |
所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法包括如下步骤：
(1)通过转炉炼钢初炼钢水，待钢水中碳含量为0.32wt.％，磷含量为0.015wt.％，硫含量为0.01wt.％时向钢包出钢；
(2)在出钢过程中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁；具体的：调整镍含量为5wt.％，锰含量为2.15wt.％，硅含量为0.8wt.％，铬含量为0.82wt.％，钼含量0.6wt.％，铌含量为0.035wt.％，氮含量为0.008wt.％，铝含量为0.012wt.％；
(3)在钢包炉外精炼时，将钢水中碳提高至0.42wt.％，继续调整钢水中钒含量为0.62wt.％，铜含量为0.002wt.％，同时加热至2300℃并弱电磁搅拌以保证奥氏体均匀化及合金元素充分熔解均匀化，并对铁水脱硫处理；
(4)匹配炼钢炉和连铸机，将铸坯进行加热至1250℃并保温(按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定)，采用多道次异型轧制并以热轧终轧，所述热轧的温度为980℃，得到所述低成本钢材料。
经检测，本实施例所得钢材料性能如表4所示。
表4钢材料性能
| 检测项目 | 屈服强度 | 抗拉强度 | 延伸率 |
| 结果 | 1100MPa | 1300MPa | 19％ |
实施例3
本实施例提供一种低成本超级钢材料组织成分的制备方法，在本实施例中，钢材料的元素组成如表5所示。
表5元素组成
| 元素 | 碳 | 锰 | 硅 | 镍 | 铬 | 钼 | 铌 |
| 占比/％ | 0.48 | 0.9 | 1.12 | 4.95 | 0.82 | 0.55 | 0.032 |
| 元素 | 钒 | 铝 | 铜 | 磷 | 硫 | 氮 | 铁 |
| 占比/％ | 0.7 | 0.01 | 0.002 | 0.015 | 0.01 | 0.008 | 余量 |
所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法包括如下步骤：
(1)通过转炉炼钢初炼钢水，待钢水中碳含量为0.20wt.％，磷含量为0.015wt.％，硫含量为0.01wt.％时向钢包出钢；
(2)在出钢过程中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁；具体的：调整镍含量为4.95wt.％，锰含量为0.9wt.％，硅含量为1.12wt.％，铬含量为0.82wt.％，钼含量0.55wt.％，铌含量为0.032wt.％，氮含量为0.008wt.％，铝含量为0.01wt.％；
(3)在钢包炉外精炼时，将钢水中碳提高至0.48wt.％，继续调整钢水中钒含量为0.9wt.％，铜含量为0.002wt.％，同时加热至1650℃并弱电磁搅拌以保证奥氏体均匀化及合金元素充分熔解均匀化，并对铁水脱硫处理；
(4)匹配炼钢炉和连铸机，将铸坯进行加热至1200℃并保温(按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定)，采用多道次异型轧制并以热轧终轧，所述热轧的温度为900℃，得到所述低成本钢材料。
经检测，本实施例所得钢材料性能如表6所示。
表6钢材料性能
| 检测项目 | 屈服强度 | 抗拉强度 | 延伸率 |
| 结果 | 1150MPa | 1400MPa | 20％ |
实施例4
本实施例提供一种低成本超级钢材料组织成分的制备方法，在本实施例中，钢材料的元素组成如表7所示。
表7元素组成
| 元素 | 碳 | 锰 | 硅 | 镍 | 铬 | 钼 | 铌 |
| 占比/％ | 0.42 | 0.96 | 0.8 | 5 | 0.82 | 0.48 | 0.035 |
| 元素 | 钒 | 铝 | 铜 | 磷 | 硫 | 氮 | 铁 |
| 占比/％ | 0.53 | 0.012 | 0.002 | 0.016 | 0.03 | 0.01 | 余量 |
所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法包括如下步骤：
(1)通过转炉炼钢初炼钢水，待钢水中碳含量为0.25wt.％，磷含量为0.015wt.％，硫含量为0.01wt.％时向钢包出钢；
(2)在出钢过程中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁；具体的：调整镍含量为5wt.％，锰含量为0.96wt.％，硅含量为0.8wt.％，铬含量为0.82wt.％，钼含量0.48wt.％，铌含量为0.035wt.％，氮含量为0.01wt.％，铝含量为0.012wt.％；
(3)在钢包炉外精炼时，将钢水中碳提高至0.42wt.％，继续调整钢水中钒含量为0.53wt.％，铜含量为0.002wt.％，同时加热至2100℃并弱电磁搅拌以保证奥氏体均匀化及合金元素充分熔解均匀化，并对铁水脱硫处理；
(4)匹配炼钢炉和连铸机，将铸坯进行加热至1220℃并保温(按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定)，采用多道次异型轧制并以热轧终轧，所述热轧的温度为920℃，得到所述低成本钢材料。
经检测，本实施例所得钢材料性能如表8所示。
表8钢材料性能
| 检测项目 | 屈服强度 | 抗拉强度 | 延伸率 |
| 结果 | 950MPa | 1180MPa | 22％ |
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种低成本超级钢材料组织成分，其特征在于，由如下质量分数的元素组成：碳0.35～0.8wt.％、锰0.3～3.1wt.％、硅0.32～1.8wt.％、镍4.5～9wt.％、铬0.2～1.2wt.％、钼0.45～1.65wt.％、铌0.035～0.06wt.％、钒0.45～1.02wt.％、铝0.01～0.06wt.％和余量的铁以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的低成本超级钢材料组织成分，其特征在于，所述不可避免的杂质包括铜、磷、硫和氮；所述铜的质量分数≤0.035wt.％，所述磷的质量分数≤0.015wt.％，所述硫的质量分数≤0.01wt.％，所述氮的质量分数≤0.008wt.％。
3.根据权利要求2所述的低成本超级钢材料组织成分，其特征在于，由如下质量分数的元素组成：碳0.36wt.％、锰2.45wt.％、硅0.71wt.％、镍4.65wt.％、铬0.78wt.％、钼0.45wt.％、铌0.037wt.％、钒0.52wt.％、铝0.01wt.％、铜0.032wt.％、磷0.015wt.％、硫0.01wt.％、氮0.008wt.％和余量的铁。
4.权利要求2所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)通过转炉炼钢初炼钢水，待钢水中碳含量为0.15～0.32wt.％，磷含量≤0.015wt.％，硫含量≤0.01wt.％时向钢包出钢；
(2)在出钢过程中，调整镍含量为4.5～9wt.％，锰含量为0.3～3.1wt.％，硅含量为0.32～1.8wt.％，铬含量为0.2～1.2wt.％，钼含量0.45～1.65wt.％，铌含量为0.035～0.06wt.％，并控制氮含量≤0.008wt.％，同时调整铝含量为0.01～0.06wt.％；
(3)在钢包炉外精炼时，将钢水中碳含量提升至0.35～0.8wt.％，继续调整钢水中钒含量为0.45～1.02wt.％，铜含量≤0.035wt.％，同时加热搅拌以保证奥氏体均匀化及合金元素充分熔解均匀化，并对铁水脱硫处理；
(4)匹配炼钢炉和连铸机，将铸坯进行加热并保温，采用多道次异型轧制并以热轧终轧，得到所述低成本钢材料。
5.根据权利要求4所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，通过将合金加入钢水来调整镍含量、锰含量、硅含量、铬含量、钼含量、铌含量；所述合金包括用于调整锰含量的铝锰铁、金属锰或锰铁中的至少一种，还包括用于调整硅含量的硅铁、用于调整铬含量的铬铁、用于调整钼含量的钼铁、用于调整铌含量的铌铁以及用于调整镍含量的镍铁。
6.根据权利要求4所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述加热至温度为1050～2300℃。
7.根据权利要求4所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，将铸坯进行加热至1150～1250℃，并按照有效厚度1～15min/mm进行保温时间的确定。
8.根据权利要求4所述低成本超级钢材料组织成分的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述热轧的温度为820～980℃。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1659297A (zh) * | 2002-06-14 | 2005-08-24 | 新日本制铁株式会社 | 切削性优异的钢 |
| CN103397255A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-20 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种各向异性小的高性能易切削钢 |
| CN104561815A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-29 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高均质大规格超高强度钢棒及其生产方法 |
| CN112831721A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 上海交通大学 | 一种增材制造超高强塑积钢材料及其制备方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1659297A (zh) * | 2002-06-14 | 2005-08-24 | 新日本制铁株式会社 | 切削性优异的钢 |
| CN103397255A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-20 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种各向异性小的高性能易切削钢 |
| CN104561815A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-29 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高均质大规格超高强度钢棒及其生产方法 |
| CN112831721A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 上海交通大学 | 一种增材制造超高强塑积钢材料及其制备方法 |
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