CN117626120A - 一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钢铁冶金技术领域，具体公开了一种高强度高塑性Mn‑V‑Mo‑Cr系耐热冷镦钢及其生产工艺，一种冷镦钢，其包括如下元素成分：C、Si、Mn、V、Mo、Cr、Alt、Ti、P、S，余量为Fe和不可避免的杂质。本申请得到的冷镦钢线材，经实测抗拉强度、伸长率、硬度、断面收缩率、低倍一般疏松、低倍中心疏松、低倍方形偏析分别为1202‑1301MPa、13‑14%、400‑471、43‑57%、0.5‑1级、0.5‑1级和0.5级，1/2冷镦合格，具有较高的综合质量。采用本线材产品制得的高强度高塑性耐热冷镦钢螺栓，经调质处理后，实测屈服强度、冲击吸收功分别高达716MPa和44J，且在510℃/100h热暴露后抗拉强度最高可达993MPa，在450℃‑550℃温度负载100小时蠕变伸长率≤0.2%，具有较高的耐温性、高温韧性、强度，综合质量满足使用要求。

Description

一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢及其生产工艺

技术领域

本申请涉及钢铁冶金领域，更具体地说，它涉及一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢及其生产工艺。

背景技术

冷镦钢是指在室温下采用一次或多次冲击加载的成型用钢，被广泛用于生产螺钉、销钉、螺母和螺栓等标准件。随着钢铁冶金领域的不断发展，冷镦钢已逐步扩大到电器、照相机、纺织器材、冷冻机等领域。采用冷镦的方法生产标准件，变形程度大、变形速度快、变形不均匀，对冷镦钢的尺寸精度要求高，因此需要提高冷镦钢的塑性、强度、尺寸精度和内在品质，且部分冷镦钢应用场景为高温条件，如发动机螺栓在发动机正常工作时排气温度一般可达500℃-600℃，进气方式使用涡轮增压时的排气温度更高，对冷镦钢耐热性同样具有较高的使用需求。

相关技术中，通过在冷镦钢中加入镍元素，以提高冷镦钢热轧时的耐热性，但在后期拉拔、冷镦过程中，表面会存在开裂现象，耐热性提升不明显，依旧难以满足实际使用需求。

发明内容

为了提高冷镦钢的耐热性，本申请提供了一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢及其生产工艺。

第一方面，本申请提供一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢，其采用如下技术方案：

一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢，其包括如下重量百分含量的元素成分：C0.18-0.22％、Si≤0.08％、Mn0.80-1.00％、V0.35-0.55％、Mo0.4-0.6％、Cr1.1-1.3％、Alt0.02-0.05％、Ti≤0.050％、P≤0.015％、S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。

通过采用上述技术方案，C是提高冷镦钢强度的最强有效元素，C的含量可显著影响冷镦钢的组织结构从而直接影响冷镦钢的表面质量；C含量的增大会显著提高钢材的强度，但含量过高会降低冷镦钢的塑性，因此为了提高冷镦钢的强度和塑性，本申请将C含量控制在0.18-0.22％之间。

Mn在炼钢过程中同样是一种有效的脱氧剂，Mn和杂质元素S可以形成化合物MnS，可起到防止冷镦钢热脆的作用。

V和Fe能形成连续的固溶体，强烈缩小奥氏体相区，且与C可形成稳定难熔的碳化物，使钢材在较高温度保持细晶组织，提高冷镦钢的表面质量，降低钢材的过热敏感性，增加韧性，提高冷镦钢的耐热性。

Mo可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，缩小奥氏体相区，提高碳化物的稳定性，从而提高钢的淬透性、强度、韧性、耐腐蚀性和耐热性。

Cr与Fe能够形成连续固溶体，缩小奥氏体相区，Cr与C形成多种碳化物，缓奥氏体的分解速度，提高钢的淬透性，增加钢的回火脆性，提高冷镦钢的强度和硬度以及冷镦钢的韧脆转变温度，进一步提高冷镦钢的耐热性。

Alt属于脱氧元素，Al和钢中的O结合形成Al2O3夹杂物，Al2O3夹杂物通过上浮进入钢渣中，而达到钢水脱氧的目的。另外Al与钢中的N形成细小的AlN，细小的AlN可以起到细化晶粒的作用，可提高冷镦钢的表面质量。过量的Al会导致钢中形成较多、尺寸小的Al2O3夹杂物，不易上浮去除，不利于连铸生产，因此本申请中的Alt含量控制在0.02-0.05％。

S属于杂质元素，通过控制S≤0.010％，可以有效减低S夹杂对钢材耐热性能的影响，提升低倍质量。

第二方面，本申请提供一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，具体通过以下技术方案得以实现：

一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其包括如下操作步骤：

转炉冶炼：采用高拉补吹方式，控制转炉中钢水终点成分控制为碳0.06-0.08％、磷≤0.015％，再向钢包内出钢；出钢温度为1600-1630℃，在转炉向钢包内出钢过程中全程吹氩，当钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量的1/4时，向钢包中加入脱氧合金进行脱氧合金化，全氧含量控制在400ppm以下，N含量控制在30ppm以下，控制转炉下渣，保证LF进站Ti含量≤0.0050％；

LF精炼：将脱氧合金化的钢水倒入LF精炼炉，加入终碱度为2.4-4.0的白渣，通电造渣，保持15-20min，喂入铝线，软吹氩除渣，软吹13-15min，出钢，出钢过程中加入280-320kg白灰进行钙处理，出钢温度为1580-1600℃；

VD真空：深真空度≤67Pa，保真空时间≥15min，软吹时间≥15min；

连铸：开浇前中包氩气排空，将LF精炼后的钢水倒入连铸机的回转台上的钢包内，再由钢包倒入中间包，加入碱性覆盖剂，依次进行结晶冷却、二冷区、拉引矫直和切断，结晶冷却采用首末端结晶器电磁搅拌，二冷区采用气雾冷却，并控制二冷水配比0.70-0.90L/kg，拉引矫直拉动铸坯拉速0.35-0.37m/min；

轧制：将连铸后的钢坯加热，然后在开轧温度为1140-1170℃，精轧温度900-920℃，在860-880℃温度条件下吐丝成圈，以0.5-0.7m/s进入斯太尔摩冷却，斯太尔摩冷却过程中盖上保温罩，集卷，获得冷镦钢线材。

通过采用上述技术方案，转炉冶炼采用高拉补吹的方式，终点按规格稍高一些进行拉碳，待测温、取样后按分析结果与规格的差值决定补吹时间，使人工更易判断钢水终点成分。而转炉冶炼的目的则是脱出部分碳、磷、硫和氧，去除气体和杂质，调整温度和成分，采用本申请转炉冶炼的工序，可提高终点命中率，且N和Ti含量控制在30ppm以下。

LF精炼采用白渣精炼法，白渣保持15-20min，使白渣具有良好的流动性，以及脱硫、吸收夹杂物和降低钢中氧含量的作用，从而提高冷镦钢的表面质量。出钢过程中加入白灰进行钙处理，将钢种高熔点脱氧产物Al₂O₃进行变性处理，杜绝其在连铸中包水口絮流造成的生产事故。VD真空工艺要求深真空度≤67Pa，保真空时间≥15min，软吹时间≥15min，可提高钢材纯净度。

连铸加入碱性覆盖剂可保证铸坯的表面质量，结晶冷却采用首末端结晶器电磁搅拌，二冷区采用气雾冷却，并控制二冷水配比0.70-0.90L/kg，可提高铸坯等轴晶比例，减少铸坯内部疏松、缩孔，保证铸坯内部质量。

轧制中采用斯太尔摩冷却，优化冷却工序，可改善冷镦钢内部组织，实现组织均匀化和稳定化。

作为优选：在所述转炉冶炼出钢过程中加入2.0kg/t的铝块，控制铝含量在0.50-0.70％，并采用挡渣锥和挡渣塞双重挡渣。

通过采用上述技术方案，在出钢过程中加入铝块，主要是保证精炼第一次取样钢水中铝含量在0.60％左右，减少精炼补铝次数，提高钢水纯净度，从而提高冷镦钢的耐热性。

出钢时采用挡渣锥和挡渣塞双重挡渣，可严格控制出钢下渣量，减少冶炼过程中的夹杂物，提高钢水的纯净度，从而提高冷镦钢的耐热性。

作为优选：所述精炼步骤中，铝线的喂入量根据钢液中的含氧量确定，喂线速度≤4m/min；以1000重量份的钢水为计，所述白渣包括如下重量份原料：石灰16-20份、萤石8-10份、铝粉0.5-0.8份；所述白渣氧化铁含量＜1％。

通过采用上述技术方案，精炼采用白渣精炼法，并采用石灰、萤石、铝粉造白渣，具有较高的脱硫、脱氧和脱磷作用，且粘度适宜，流动度高，铝线的喂线速度控制在≤4m/min，可避免因喂线速度过快造成钢水剧烈翻腾造成的二次氧化。

作为优选：所述连铸步骤中结晶器电磁搅拌过程中结晶器液面波动范围要求±5mm。

通过采用上述技术方案，结晶器液面波动范围要求±5mm，可提高铸坯等轴晶比例，减少铸坯内部疏松、缩孔，保证铸坯内部质量，从而提高冷镦钢的耐热性。

作为优选：所述轧制中加热具体为：预热段温度600-900℃，加热一段温度为900-1080℃，保温15-25min，加热二段温度为1170-1270℃，保温15-25min，均热段温度为1150-1250℃，保温10-15min，炉内为还原性气氛，钢坯从预热段进入到均热段出。

通过采用上述技术方案，加热采用多段控温保温，可提高加热均匀度，以提高冷镦钢的耐热性。

作为优选：所述还原性气氛中残氧量控制在1-2％，保证炉膛微正压操作。

通过采用上述技术方案，防止钢材在高温下产生新的氧化，并将钢材表面原有的氧化膜还原去除，具有较高的高温均匀性。

作为优选：所述转炉冶炼中吹氩具体步骤为：在压力为0.3-0.4MPa、真空度＜0.5、底吹氩气流量为7-12m³/h的条件下吹氩，吹氩时间≥20min，控制最终钢水氧体积浓度≤20ppm，氮体积浓度≤30ppm。

通过采用上述技术方案，控制吹氩条件，促进夹杂物和钢中的气体上浮，将夹杂物和气体带至钢水表面被渣层更好的吸收，达到均匀钢液化学成分和温度，加快化学反应，去除钢水中的有害气体和夹杂物，净化钢液，从而提高冷镦钢的耐热性。

作为优选：所述连铸步骤中过热度在15-20℃浇铸。

通过采用上述技术方案，将过热度控制在15-20℃范围，改善连铸坯偏析，控制铸坯碳元素成分偏析指数，从而提高冷镦钢的耐热性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

(1)本申请得到的冷镦钢细/粗A、B、C、D类夹杂物等级最低分别为1.0/0级、1.5/0级、1.5/0级和1.0/0级，减少了冷镦钢的夹杂物，具有较高的表面质量。

(2)本申请通过控制冷镦钢元素种类、含量以及生产工艺，使得到的冷镦钢线材的抗拉强度、伸长率、硬度、断面收缩率、低倍一般疏松、低倍中心疏松、低倍方形偏析分别为1202-1301MPa、13-14％、400-471、43-57％、0.5-1级、0.5-1级和0.5级，经过冷镦试验1/2合格，具有较高的力学强度和表面质量。

(3)本申请通过控制冷镦钢元素种类、含量以及生产工艺，使得到的冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别高达716MPa和44J，具有较高的强度，510℃/100h热暴露后抗拉强度为918MPa，耐热性较高。

(4)本申请通过在转炉冶炼出钢过程中加入2.0kg/t的铝块，控制铝含量在0.60％，采用挡渣锥和挡渣塞双重挡渣，可以控制S含量在0.010％以内，进一步提升了降低钢材夹杂物级别，可进一步提升耐热性。

(5)本申请通过控制铝线的喂线速度为4m/min，VD真空工艺要求深真空度≤67Pa，保真空时间≥15min，软吹时间≥15min，可提高钢材纯净度，降低气体含量，可进一步提升耐热性。

(6)本申请通过控制连铸步骤中结晶器电磁搅拌过程中结晶器液面波动范围要求±5mm提升了线材低倍质量，低倍一般疏松≤1.0级别，低倍中心疏松≤1.0级，低倍方(锭)形偏析≤0.5级，可提高产品组织均匀性和耐热性。

(7)本申请通过控制轧制中加热具体为：预热段温度700℃，加热一段温度为1000℃，保温20min，加热二段温度为1200℃，保温20min，均热段温度为1200℃，保温13min，加热工艺结合控制开轧温度为1140-1170℃，精轧温度900-920℃，在860-880℃温度条件下吐丝成圈，以0.5-0.7m/s进入斯太尔摩冷却，斯太尔摩冷却过程中盖上保温罩，使冷镦钢原奥氏体晶粒度≤9级，且晶粒均匀细小，可进一步提升了耐热性。

(8)本申请通过控制还原性气氛中残氧量控制在1％，保证炉膛微正压操作，提升了线材表面质量，同时使冷镦钢510℃/100h热暴露后抗拉强度为957MPa，进一步提升了耐热性。

(9)本申请通过控制吹氩条件和连铸步骤中的过热度，使冷镦钢在510℃/100h热暴露后抗拉强度为981-993MPa，进一步提升了耐热性，且在450℃-550℃温度负载100小时蠕变伸长率在0.2％，耐热性较高。

附图说明

图1实施例1的原奥氏体晶粒度

图2实施例1的CCT曲线

图3实施例1的端淬实验曲线

图4实施例1的高温强度曲线

图5成品螺栓淬火回火后的回火屈氏体组织

具体实施方式

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请中的如下各原料均为市售产品，均为使本申请的各原料得以公开充分，不应当理解为对原料的来源产生限制作用。具体为：冷镦钢主要原料为铁水和废钢；Si，硅锰合金，60Si2Mn；V，铝钒合金ALV58；Mo，碳化钼，Mo2C；Cr，铝铬合金AlCr60。

实施例1

实施例1的冷镦钢，其通过如下操作步骤制备得到：

转炉冶炼：按照表1的掺量，将原料装入转炉中，采用高拉补吹方式，加入合金(硅锰合金、铝钒合金、碳化钼和铝铬合金)，吹炼，出钢前加入铝条进行强脱氧，出钢温度为1620℃，在转炉向钢包内出钢过程中全程吹氩，在压力为0.4MPa、真空度0.5、底吹氩气流量为10m³/h的条件下吹氩，吹氩时间15min，当钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量的1/4时，向钢包中加入脱氧合金进行脱氧合金化，控制终点氧为400ppm以下，N含量控制在30ppm以下，控制转炉下渣，保证LF进站Ti含量≤0.0050％；

LF精炼：将脱氧合金化的钢水倒入LF精炼炉，加入终碱度为2.5左右的白渣，通电造渣，保持15min，喂入铝线，喂线速度4.5m/min，软吹氩除渣，软吹14min，出钢，出钢过程中加入300kg白灰进行钙处理，出钢温度为1590℃；以1000kg的钢水为计，白渣为石灰18kg、萤石9kg、铝粉0.6kg；

VD真空：深真空度67Pa，保真空时间15min，软吹时间15min；

连铸：开浇前中包氩气排空，将LF精炼后的钢水倒入连铸机的回转台上的钢包内，再由钢包倒入中间包，加入碱性覆盖剂，依次进行结晶冷却、二冷区、拉引矫直和切断，结晶冷却采用首末端结晶器电磁搅拌结晶器，电磁搅拌过程中结晶器液面波动范围要求±8mm，二冷区采用气雾冷却，并控制二冷水配比0.7L/kg，拉引矫直拉动铸坯拉速0.35m/min，过热度在10℃浇铸；

轧制：将连铸后的钢坯加热至1200℃，保温15min，然后在开轧温度为1150℃，精轧温度910℃，在870℃温度条件下吐丝成圈，以0.6m/s进入斯太尔摩冷却，斯太尔摩冷却过程中盖上保温罩，集卷，获得冷镦钢线材。

实施例2-3

实施例2-3冷镦钢的生产工艺与实施例1相同，区别之处在于最终成分含量不同，具体详见表1所示。

表1冷镦钢的各元素含量(％)

余量为铁和不可避免的杂质。

实施例4

实施例4的冷镦钢的生产工艺与实施例2的元素成分含量相同，区别在于在转炉冶炼出钢过程中加入2.0kg/t的铝块，控制铝含量在0.60％，采用挡渣锥和挡渣塞双重挡渣，其余操作与实施例2相同。

实施例5

实施例5的冷镦钢的生产工艺与实施例4的元素成分含量相同，区别在于铝线的喂线速度为4m/min，其余操作与实施例4相同。

实施例6

实施例6的冷镦钢的生产工艺与实施例5的元素成分含量相同，区别在于连铸步骤中结晶器电磁搅拌过程中结晶器液面波动范围要求±5mm，其余操作与实施例5相同。

实施例7

实施例7的冷镦钢的生产工艺与实施例6的元素成分含量相同，区别在于轧制中加热具体为：预热段温度700℃，加热一段温度为1000℃，保温20min，加热二段温度为1200℃，保温20min，均热段温度为1200℃，保温13min，炉内为还原性气氛，还原性气氛为残氧量控制在2％，保证炉膛微正压操作，钢坯从预热段进入到均热段出，其余操作与实施例6相同。

实施例8

实施例8的冷镦钢的生产工艺与实施例7的元素成分含量相同，区别在于轧制中加热具体为：还原性气氛中残氧量控制在3％，保证炉膛微正压操作；所述氢气的含量为8％，其余操作与实施例7相同。

实施例9

实施例9的冷镦钢的生产工艺与实施例8的元素成分含量相同，区别在于轧制过程中还原性气氛中残氧量控制在1％，保证炉膛微正压操作，其余操作与实施例8相同。

实施例10

实施例10的冷镦钢的生产工艺与实施例9的元素成分含量相同，区别在于转炉冶炼中的吹氩步骤具体为：在压力为0.4MPa、真空度0.5、底吹氩气流量为10m³/h的条件下吹氩，吹氩时间20min，控制最终钢水氧体积浓度20ppm，氮体积浓度30ppm，其余操作与实施例9相同。

实施例11-14

实施例11-14的冷镦钢的生产工艺与实施例10的元素成分含量相同，区别在于连铸步骤中过热度分别为15℃、18℃、20℃、22℃浇铸，其余操作与实施例10相同。

对比例1

对比例1的冷镦钢的生产工艺与实施例1区别之处在于冷镦钢未加入元素V，其余操作同实施例1。

对比例2

对比例2的冷镦钢的生产工艺与实施例1区别之处在于冷镦钢未加入元素Mo，其余操作同实施例1。

对比例3

对比例3的冷镦钢的生产工艺与实施例1区别之处在于普碳钢未加入元素Cr，其余操作同实施例1。

性能检测(一)

采用热模拟试验机对实施例1的冷镦钢线材取样，制作了CCT曲线(如图2)、端淬实验曲线(图3)、高温强度曲线(图4)，指导后续热处理检验。

对线材进行调质处理，所用调质工艺为：860℃奥氏体化并保温15分钟，得到成品螺栓，然后淬火，采用460℃高温回火，所得成品螺栓的组织为均匀的回火屈氏体组织，如图5所示。

性能检测(二)

对经过调质处理的材料进行性能检测，采用如下检测标准或方法分别对不同实施例1-14和对比例1-3得到的冷镦钢进行性能检测，检测结果详见表2。

抗拉强度：按照GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》标准对冷镦钢的抗拉强度进行检测。

断后伸长率：按照GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》标准对冷镦钢的断后伸长率进行检测。

冷镦试验：按照YB/T5293《金属材料顶锻试验方法》标准对冷镦钢进行冷镦试验。

硬度：按照GB/T28906-2012《冷镦钢热轧盘条》标准对冷镦钢的硬度进行检测。

断面收缩率：按照GB/T28906-2012《冷镦钢热轧盘条》标准对冷镦钢的断面收缩率进行检测。

低倍一般疏松、低倍中心疏松和低倍方(锭)形偏析：其中低倍检验按照GB/T226《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》，低倍评级按照GB/T1979《结构钢低倍组织缺陷评级图按照》。

表2不同冷镦钢的性能检测结果

本申请通过控制冷镦钢元素种类、含量以及生产工艺，使得到的冷镦钢线材的抗拉强度、伸长率、硬度、断面收缩率、低倍一般疏松、低倍中心疏松、低倍方形偏析分别为1202-1301MPa、13-14％、400-471、43-57％、0.5-1级、0.5-1级和0.5级，具有较高的力学强度。

性能检测(三)

对经过调质处理的材料进行性能检测，采用如下检测标准或方法分别对不同实施例1-14和对比例1-3得到的冷镦钢进行性能检测，检测结果详见表3。

屈服强度：按照GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》标准对冷镦钢的屈服强度进行检测。

冲击吸收功：按照GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》对冷镦钢的-20℃冲击吸收功的检测；

耐热性1：将冷镦钢置于510℃下热暴露100h后，对抗拉强度进行检测。

耐热性2：在450℃-550℃温度负载100h后，对蠕变伸长率进行检测。

表3不同冷镦钢的性能检测结果

由表3的检测结果表明，本申请得到的冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别高达716MPa和44J，具有较高的强度，且510℃/100h热暴露后的抗拉强度最高可达993MPa，且在450℃-550℃温度负载100小时蠕变伸长率在0.2％，耐热性较高。

结合实施例1-3冷镦钢性能检测数据发现，实施例2冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别703MPa和32J均高于实施例1和实施例3；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为918MPa，耐热性较高。

结合实施例4和2冷镦钢性能检测数据发现，实施例4冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别704MPa和33J，均高于实施例2；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为924MPa，均高于实施例2，表明在转炉冶炼出钢过程中加入2.0kg/t的铝块，控制铝含量在0.60％，采用挡渣锥和挡渣塞双重挡渣，提高了冷镦钢的耐热性。

结合实施例5和4冷镦钢性能检测数据发现，实施例5冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别705MPa和34J均高于实施例4；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为926MPa，均高于实施例4，表明铝线的喂线速度为4m/min，提高了冷镦钢的耐热性。

结合实施例6和5冷镦钢性能检测数据发现，实施例6冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别706MPa和35J均高于实施例5；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为931MPa，均高于实施例5，表明连铸步骤中结晶器电磁搅拌过程中结晶器液面波动范围要求±5mm，提高了冷镦钢的耐热性。

结合实施例7和6冷镦钢性能检测数据发现，实施例7冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别707MPa和36J，均高于实施例6；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为945MPa，均高于实施例6，表明轧制中加热具体为：预热段温度700℃，加热一段温度为1000℃，保温20min，加热二段温度为1200℃，保温20min，均热段温度为1200℃，保温13min，炉内为还原性气氛，钢坯从预热段进入到均热段出，提高了冷镦钢的耐热性。

结合实施例8-9冷镦钢性能检测数据发现，实施例9冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别710MPa和40J，均高于实施例8；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为957MPa，均高于实施例8，表明还原性气氛中残氧量控制在1％，保证炉膛微正压操作，可提高冷镦钢的耐热性。

结合实施例10和9冷镦钢性能检测数据发现，实施例10冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别712MPa和41J，均高于实施例9；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为972MPa，均高于实施例9，表明在压力为0.3-0.4MPa、真空度＜0.5、底吹氩气流量为7-12m³/h的条件下吹氩，吹氩时间≥20min，控制最终钢水氧体积浓度≤20ppm，氮体积浓度≤30ppm，可提高冷镦钢的耐热性。

结合实施例10-14冷镦钢性能检测数据发现，实施例11-13冷镦钢的屈服强度、冲击吸收功分别714-716MPa和42-44J，均高于实施例10和实施例14；且510℃/100h热暴露后抗拉强度为981-993MPa，均高于实施例10和实施例14，表明连铸步骤中过热度为15-20℃，可提高冷镦钢的耐热性。

结合对比例1-4和实施例1冷镦钢的性能检测数据发现，在冷镦钢中加入V、Cr、Mo元素，均可不同程度提高冷镦钢的耐热性。

性能检测(四)

参照GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》对实施例1得到的冷镦钢中A、B、C、D类非金属夹杂物等级进行检测。

本申请得到的冷镦钢细/粗A、B、C、D类夹杂物等级最低分别为1.0/0级、1.5/0级、1.5/0级和1.0/0级，减少了冷镦钢的夹杂物，具有较高的表面质量。

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 (9)

1.一种高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢，其特征在于，其包括如下重量百分含量的元素成分：C 0.18-0.22%、Si≤0.08%、Mn0.80-1.00%、V0.35-0.55%、Mo0.4-0.6%、Cr1.1-1.3%、Alt0.02-0.05%、Ti≤0.050%、P≤0.015%、S≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.一种权利要求1任一所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，其包括如下操作步骤；

转炉冶炼：采用高拉补吹方式，控制转炉中钢水终点成分控制为碳0.06-0.08%、磷≤0.015%，再向钢包内出钢；出钢温度为1600-1630℃，在转炉向钢包内出钢过程中全程吹氩，当钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量的1/4时，向钢包中加入脱氧合金进行脱氧合金化，全氧含量控制在400 ppm以下，N含量控制在30ppm以下，控制转炉下渣，保证LF进站Ti含量≤0.0050%；

LF精炼：将脱氧合金化后的钢水倒入LF精炼炉，加入终碱度为2.4-4.0的白渣，通电造渣，保持15-20min，喂入铝线，软吹氩除渣，软吹13-15min，出钢，出钢过程中加入280-320kg白灰进行钙处理，出钢温度为1580-1600℃；

VD真空：深真空度≤67Pa，保真空时间≥15min，软吹时间≥15min；

连铸：开浇前中包氩气排空，将LF精炼后的钢水倒入连铸机的回转台上的钢包内，再由钢包倒入中间包，加入碱性覆盖剂，依次进行结晶冷却、二冷区、拉引矫直和切断，结晶冷却采用首末端结晶器电磁搅拌，二冷区采用气雾冷却，并控制二冷水配比0.70-0.90L/kg，拉引矫直拉动铸坯拉速0.35-0.37m/min；

轧制：将连铸后的钢坯加热，然后在开轧温度为1140-1170℃，精轧温度900-920℃，在860-880℃温度条件下吐丝成圈，以0.5-0.7m/s进入斯太尔摩冷却，斯太尔摩冷却过程中盖上保温罩，集卷，获得冷镦钢线材。

3.根据权利要求2所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述转炉冶炼出钢过程中加入2.0kg/t的铝块，控制铝含量在0.50-0.70%，并采用挡渣锥和挡渣塞双重挡渣。

4.根据权利要求2所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述精炼步骤中，铝线的喂入量根据钢液中的含氧量确定，喂线速度≤4m/min；以1000重量份的钢水为计，所述白渣包括如下重量份原料：石灰16-20份、萤石8-10份、铝粉0.5-0.8份。

5.根据权利要求2所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述连铸步骤中结晶器电磁搅拌过程中结晶器液面波动范围要求±5mm。

6.根据权利要求2所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述轧制中加热具体为：预热段温度600-900℃，加热一段温度为900-1080℃，保温15-25min，加热二段温度为1170-1270℃，保温25-30min，均热段温度为1150-1250℃，保温30-45min，炉内为还原性气氛，钢坯从预热段进入到均热段出。

7.根据权利要求6所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述还原性气氛中残氧量控制在1-2%，保证炉膛微正压操作。

8.根据权利要求2所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述转炉冶炼中吹氩具体步骤为：在压力为0.3-0.4MPa、真空度＜0.5、底吹氩气流量为7-12m³/h的条件下吹氩，吹氩时间≥20min，控制最终钢水氧体积浓度≤20ppm，氮体积浓度≤30ppm。

9.根据权利要求2所述的高强度高塑性Mn-V-Mo-Cr系耐热冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述连铸步骤中过热度在15-20℃浇铸。