低成本低合金超高强钢及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114774630A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210421393.8C21D1/28(2006.01)(22)申请日2022.04.21C22C33/06(2006.01)C22C38/02(2006.01)(71)申请人河南中原特钢装备制造有限公司C22C38/04(2006.01)地址459000河南省济源市虎岭产业集聚C22C38/06(2006.01)区五三一工业园区C22C38/42(2006.01)(72)发明人曹鹏敏张相松郝飞许婷婷C22C38/44(2006.01)崔晓宁赵东赵林伟段彦斌C22C38/46(2006.01)胡建成王文赵彩艳C22C38/60(2006.01)(74)专利代理机构郑州科维专利代理有限公司41102专利代理师亢志民(51)Int.Cl.C21C7/06(2006.01)C21C7/10(2006.01)C21D1/18(2006.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称低成本低合金超高强钢及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种在低合金高强钢30CrMnSiA材料基础上加入Ni、V合金元素形成超高强度钢的低成本低合金超高强钢及其制造方法,采用电弧炉+真空精炼的冶炼方式，化学成分按照质量百分比为C:0.28‑0.34%，Mn：0.80‑1.10%，Si：0.9‑1.20%，P≤0.010%，S≤0.008%，Ni：0.3~1.0%，Cr:0.80‑1.10%，Mo：≤0.10%，V：0.07‑0.20%，Cu：≤0.15%，Al：0.010~0.040；气体H≤2.0ppm，O≤15ppm，N≤50ppm，五害元素As≤0.006%，Sn≤0.006%，Pb≤0.001%，Sb≤0.006%，Bi≤0.001%，余量为铁；提高淬透性的同时提升材料的综合性能，具备高强度的同时兼备好的韧性，且只有微量的Ni，V,成本增加不明显，其力学性能达到Rm≥1500Mpa,冲击功KU2≥45J，满足低成本航空航天承受高应力的大型结构件需求。CN114774630ACN114774630A权利要求书1/2页1.一种低成本低合金超高强钢，其特征在于：所述低成本低合金超高强钢包括的化学成分按照质量百分比为C:0.28‑0.34%，Mn：0.80‑1.10%，Si：0.9‑1.20%，P≤0.010%，S≤0.008%，Ni：0.3~1.0%，Cr:0.80‑1.10%，Mo：≤0.10%，V：0.07‑0.20%，Cu：≤0.15%，Al：0.010~0.040；气体H≤2.0ppm，O≤15ppm，N≤50ppm，五害元素As≤0.006%，Sn≤0.006%，Pb≤0.001%，Sb≤0.006%，Bi≤0.001%，余量为铁。2.一种低成本低合金超高强钢的制造方法，其特征在于：所述低成本低合金超高强钢包括的化学成分按照质量百分比为C:0.28‑0.34%，Mn：0.80‑1.10%，Si：0.9‑1.20%，P≤0.010%，S≤0.008%，Ni：0.3~1.0%，Cr:0.80‑1.10%，Mo：≤0.10%，V：0.07‑0.20%，Cu：≤0.15%，Al：0.010~0.040；气体H≤2.0ppm，O≤15ppm，N≤50ppm，五害元素As≤0.006%，Sn≤0.006%，Pb≤0.001%，Sb≤0.006%，Bi≤0.001%，余量为铁；采用电弧炉冶炼+真空精炼的冶炼方式；其制造过程步骤如下：步骤1）、配料操作：按照质量百分比原材料选择为20%～50%的优质钢屑、20%～40%的生铁或含镍生铁、10%～30%的返回钢料头；步骤2）、电炉严格控制终点碳含量，按照质量百分比确保电炉出钢[C]≥0.05%、[P]≤0.003%；步骤3）、精炼炉加强脱氧操作，根据残铝吹氩喂铝丝2.0‑4.0m/t；精炼期间用碳粉1.0‑2.0Kg/t、铝粉0.5‑1.0Kg/t、硅钙粉或硅铁粉1.0‑2.0Kg/t分3‑4批次加入钢包精炼炉中进行脱氧并保持还原气氛，白渣保持≥20分钟；步骤4）、VD真空除气，在≤0.67mbar下保持时间≥15分钟，然后解除真空压力后取样检测成分和气体含量，VD后在线定氢、定氧，控制[H]≤1.0ppm、[O]≤4.0ppm；取玻璃管样分析氮含量，控制[N]≤40ppm；按照质量百分比控制残[Al]0.010～0.040%，出钢前吹氩弱搅拌时间≥15分钟；模铸采取氩气保护措施，减少钢液吸气；步骤5）、在锻生产时，将坯料装入台车式加热炉，采用三段加热规范，在700℃～800℃预热后快速升温至1200℃～1250℃，坯料均温、保温后获得良好的塑性变形能力；步骤6）、采用油压机