CN116590601A - 一种稀土合金结构钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土合金结构钢的生产方法，包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、铸坯加热炉加热、圆钢轧制；其化学成分的质量百分含量包括：C0.38％～0.45％、Si0.17％～0.37％、Mn0.50％～0.80％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.30％、Mo≤0.10％、Ni≤0.30％、Cu≤0.25％、Re0.030％～0.040％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明制备得到的稀土合金结构钢具有优异的力学性能、硬度和韧性。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼连铸和轧制技术领域，尤其涉及一种稀土合金结构钢的生产方法。
背景技术
42CrMo合金结构钢是一种优质的结构钢材料，具有高强度、高韧性、良好的热加工性能和耐磨性等优点。由于其优异的性能和广泛的应用领域，42CrMo合金结构钢在市场上具有很好的前景。随着经济的发展和工业化程度的提高，各个领域对高品质结构钢的需求不断增加。42CrMo合金结构钢具有良好的强度和韧性，广泛应用于航空、航天、汽车、机械、石油化工等领域，市场潜力巨大。42CrMo合金结构钢在新兴领域的应用也非常广泛。比如，在新能源领域，42CrMo合金结构钢作为风力发电机、太阳能光伏支架等重要零部件的材料，具有很好的应用前景。此外，在海洋工程、建筑结构等领域也有广泛的应用。42CrMo合金结构钢还可以通过各种加工方式制成各种形状的材料，如板材、管材、棒材等，用途广泛。因此，对于钢铁企业来说，生产42CrMo合金结构钢具有很大的市场潜力和利润空间。综上所述，42CrMo合金结构钢具有广泛的应用前景和市场需求，具有非常重要的意义。包钢根据自身技术装备特点，组织技术攻关，成功开发出稀土微合金化42CrMo合金结构钢。
发明内容
为了解决上述技术问，本发明的目的是提供一种稀土微合金化42CrMo合金结构钢的生产方法，本发明制备得到的稀土微合金化42CrMo合金结构钢具有优异的力学性能、硬度和韧性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种稀土合金结构钢的生产方法，包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、铸坯加热炉加热、圆钢轧制；
转炉冶炼采用复吹转炉冶炼，全部采用预脱硫铁水，采用单渣工艺冶炼，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.06％，T≥1560℃，采用SiMn、MnFe和CrFe进行脱氧合金化，终脱氧采用有Al脱氧；
LF精炼中，精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，升温后温度T≥1560℃，软吹时间大于9min；
VD真空脱气中，真空度≤0.10Kpa，深真空时间≥13min，破真空后，喂入硅钙线150m，软吹时间大于10min，软吹期间钢水不得裸露；
连铸中采用恒拉速控制为0.55±0.05m/min，采用电磁搅拌的电流为460±10A，钢水过热度：ΔT≤30℃，铸坯规格为320mm×415mm的矩形坯，入缓冷坑缓冷48h；
铸坯加热炉加热中，控制总加热时间3.5h，开轧温度1100～1200℃，同一根钢坯温差不大于50℃。
进一步的，所述稀土合金结构钢的化学成分的质量百分含量包括：C0.38％～0.45％、Si0.17％～0.37％、Mn0.50％～0.80％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.30％、Mo≤0.10％、Ni≤0.30％、Cu≤0.25％、Re0.030％～0.040％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述稀土微合金化42CrMo合金结构钢的纵向力学性能为：Rm≥1184MPa，Rp0.2≥1024MPa，A50≥16.0％，冲击功KU2≥117J，钢材的奥氏体晶粒度≥7.5级，布氏硬度≥253HBW。
进一步的，用肉眼进行表面质量检测，钢材表面无裂纹、结疤、折迭或夹杂。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
基于以上技术方案提供的稀土微合金化42CrMo合金结构钢的生产方法，利用微量稀土及少量Cr、Mo、Ni、Cu复合合金化原理，在降低生产成本的前提下，显著提高用热轧圆钢的硬度、力学性能和韧性，进而显著提高42CrMo合金结构钢的整体寿命和安全性，从而生产出低成本高性能的42CrMo合金结构钢。生产得到的稀土微合金化42CrMo合金结构钢的纵向力学性能可达到Rm≥1184MPa，Rp0.2≥1024MPa，A50≥16.0％，冲击功KU2≥117J，钢材的奥氏体晶粒度≥7.5级，布氏硬度≥253HBW，进行表面质量检测，钢材表面无裂纹、结疤、折迭或夹杂。
(1)本发明节约成本，采用较低含量的Cr、Ni，Mo、Cu在降低合金元素总含量的前提下，采用添加微量的稀土元素，使材料具有较高的韧性和力学性能，并具有较高的布氏硬度；(2)本发明钢具有高强度、高韧性，良好的硬度的优点；(3)本发明通过优化制备工艺，用转炉代替电炉，降低制备成本，并进行脱气和去除夹杂物，提高了材料的洁净度，从而显著提高钢的强韧性以及材料的使用寿命。制备方法工艺简单、能耗较低、适合现有工业装备水平的制备技术。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的稀土微合金化42CrMo合金结构钢的生产方法做进一步详细说明。
如表1所示，示出了本发明的实施例1-3的钢水化学成分表。
表1.各实施例化学成分(质量百分数/％)
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Cu | Cr | Mo | Ni | Re |
| 实施例1 | 0.41 | 0.20 | 0.56 | 0.015 | 0.0088 | 0.17 | 0.23 | 0.060 | 0.25 | 0.037 |
| 实施例2 | 0.42 | 0.21 | 0.58 | 0.018 | 0.0087 | 0.13 | 0.22 | 0.070 | 0.25 | 0.036 |
| 实施例3 | 0.39 | 0.22 | 0.57 | 0.014 | 0.0063 | 0.18 | 0.20 | 0.060 | 0.28 | 0.039 |
将上表1列出的各实施例的钢水分别按照以下工序进行冶炼：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、铸坯加热炉加热、圆钢轧制，获得本发明的稀土微合金化42CrMo合金结构钢。其中：
转炉冶炼：复吹转炉冶炼，全部采用预脱硫铁水，采用单渣工艺冶炼，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.06％，T≥1560℃(实施例中为1560℃)，采用SiMn、MnFe和CrFe进行脱氧合金化，终脱氧采用有Al脱氧；
LF精炼，采用精炼白渣操作，全程进行吹Ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，升温后温度T≥1560℃，软吹时间大于9min。
实施例中为10min；
VD真空脱气：真空度≤0.10Kpa，各实施例中为0.09Kpa，深真空时间≥13min，各实施例中为15min，破真空后，喂入硅钙线150m，保证软吹时间大于10min，实施例中为11min，软吹期间钢水不得裸露；
连铸：采用恒拉速控制为0.55±0.05m/min，采用电磁搅拌工艺，搅拌电流为460±10A，钢水过热度：ΔT≤30℃，实施例中为30℃，该钢种液相线温度TL＝1505℃，铸坯规格为320mm×415mm的矩形坯，入缓冷坑缓冷48h；
铸坯加热炉加热：控制总加热时间大于3.5h，开轧温度1100～1200℃，加热时尽量减少阴阳面，防止过热、过烧和脱碳，缓慢升温，保证钢坯加热温度均匀，减少温差，同一根钢坯温差不得大于50℃，保证烧钢时间；
圆钢轧制：要密切注意轧辊、翻钢机、导卫板、辊道以及盖板的状况，并确保光滑，无尖锐棱角，避免轧件表面产生刮伤、磕伤等缺陷。成品规格为φ150mm。
下表2列出了实施例1-3制备得到的稀土微合金化42CrMo合金结构钢的力学性能指标(检测力学性能的试样的热处理工艺为900℃±30℃淬火，590℃±30℃回火，处理时间50min)。下表3列出了实施例1-3制备得到的稀土微合金化42CrMo合金结构钢的非金属夹杂物和奥氏体晶粒度性能。
表2.各实施例的力学性能
表3.各实施例的非金属夹杂物和奥氏体晶粒度性能
由表2和表3可以看出，本发明制备得到的稀土微合金化42CrMo合金结构钢具有优异的力学性能、硬度和韧性。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种稀土合金结构钢的生产方法，其特征在于，包括：转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、铸坯加热炉加热、圆钢轧制；
转炉冶炼采用复吹转炉冶炼，全部采用预脱硫铁水，采用单渣工艺冶炼，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.06％，T≥1560℃，采用SiMn、MnFe和CrFe进行脱氧合金化，终脱氧采用有Al脱氧；
LF精炼中，精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，升温后温度T≥1560℃，软吹时间大于9min；
VD真空脱气中，真空度≤0.10Kpa，深真空时间≥13min，破真空后，喂入硅钙线150m，软吹时间大于10min，软吹期间钢水不得裸露；
连铸中采用恒拉速控制为0.55±0.05m/min，采用电磁搅拌的电流为460±10A，钢水过热度：ΔT≤30℃，铸坯规格为320mm×415mm的矩形坯，入缓冷坑缓冷48h；
铸坯加热炉加热中，控制总加热时间3.5h，开轧温度1100～1200℃，同一根钢坯温差不大于50℃。
2.根据权利要求1所述的稀土合金结构钢的生产方法，其特征在于，所述稀土合金结构钢的化学成分的质量百分含量包括：C 0.38％～0.45％、Si 0.17％～0.37％、Mn 0.50％～0.80％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.30％、Mo≤0.10％、Ni≤0.30％、Cu≤0.25％、Re0.030％～0.040％，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的稀土合金结构钢的生产方法，其特征在于，所述稀土微合金化42CrMo合金结构钢的纵向力学性能为：Rm≥1184MPa，Rp0.2≥1024MPa，A50≥16.0％，冲击功KU2≥117J，钢材的奥氏体晶粒度≥7.5级，布氏硬度≥253HBW。
4.根据权利要求1所述的稀土合金结构钢的生产方法，其特征在于，用肉眼进行表面质量检测，钢材表面无裂纹、结疤、折迭或夹杂。
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| CN202310529519.8A Pending CN116590601A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种稀土合金结构钢的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116590601A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647510A (en) * | 1979-09-26 | 1981-04-30 | Nippon Steel Corp | Production of very fine wire material having good extension property |
| CN102409238A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-04-11 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种42CrMo合金结构钢特厚板及其生产方法 |
| CN105969963A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-09-28 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种提升设备轨道用合金结构钢板的生产方法 |
| CN111485167A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-08-04 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种稀土微合金化25MnCrNiMoA钩尾框用热轧圆钢及其生产方法 |
| CN115232947A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-25 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 有轨电车用槽型钢轨及其制备方法 |
-
2023
- 2023-05-11 CN CN202310529519.8A patent/CN116590601A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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