一种低温用低合金高强铸钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103194687A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103194687103194687A(43)申请公布日2013.07.10(21)申请号201310135033.2(22)申请日2013.04.18(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市麓山南路932号(72)发明人许晓嫦雷勇吴峰(51)Int.Cl.C22C38/46(2006.01)C22C33/06(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书5页说明书5页(54)发明名称一种低温用低合金高强铸钢及其制备方法(57)摘要本发明公开了低温用低合金高强铸钢，该铸钢的成分及其，质量百分比为：碳0.10％-0.15％、锰0.30％-0.60％、硅0.10％-0.50％、磷0-0.015％、硫0-0.025％、镍1.0％-1.4％、铬0.20％-0.35％、钼0.20％-0.35％、钒0.03％-0.06％、铜0-0.01％、铝0-0.08％、余量为铁。本发明的低合金高强铸钢是通过电炉+氩氧脱碳双联冶炼、浇注和正火+高温回火处理制备而成。本发明的铸钢抗拉强度达570-590Mpa，屈服强度达460-475MPa，延伸率达25-27％，断面收缩率达67-70％，碳当量≤0.45％，在-40。C时冲击功达到110J。该铸钢强度高、韧性好，尤其具有优良的低温韧性及焊接性能，并且合金元素添加少、热处理工艺简单、成本较低。特别适合制造对低温韧性、焊接性要求苛刻的高强铸钢件材料。CN103194687ACN10394687ACN103194687A权利要求书1/1页1.一种低温用低合金高强铸钢，其特征在于：所述铸钢的成分及其质量百分比为：碳0.05％-0.15％、锰0.1％-1％、硅0.1％-0.6％、磷0-0.05％、硫0-0.05％、镍0.5％-2％、铬0.1％-0.5％、钼0.1％-0.5％、钒0.01％-0.1％、铜0-0.05％、铝0-0.1％、铁余量。2.如权利要求1所述的低温用低合金高强铸钢，其特征在于：所述铸钢的成分及其质量百分比为：碳0.10％-0.15％、锰0.30％-0.60％、硅0.10％-0.50％、磷0-0.015％、硫0-0.025％、镍1.0％-1.4％、铬0.20％-0.35％、钼0.20％-0.35％、钒0.03％-0.06％、铜0-0.01％、铝0-0.08％、铁余量。3.一种制备如权利要求1或2所述的低温用低合金高强铸钢的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)冶炼：采用电炉+氩氧脱碳双联冶炼工艺，在钢液融化2/3时，放入铁锰、铁硅、铁钼合金及电解镍，混合均匀，待完全熔化，然后投入纯铝脱氧剂净化钢液；(2)浇注：钢水出炉温度为1650-1700℃，待钢液在浇包中镇静2-3分钟后开始浇注，浇注温度控制在1590-1620℃；(3)热处理：浇注成型后，铸件要进行正火和高温回火处理，正火温度为880℃，回火温度为580-600℃，然后保温1.5h后空冷，得到低合金高强铸钢。2CN103194687A说明书1/5页一种低温用低合金高强铸钢及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及合金材料铸造技术领域，尤其涉及一种低温用低合金高强铸钢及其制备方法。背景技术[0002]铸钢具有优良力学和物理化学性能，广泛应用于运输、矿山、石油、冶金等力学制造业中，仅2011年，中国全年铸钢件产量达到了1100万t，涨幅达48％。可见，铸钢行业具有巨大的发展潜力和经济效益。恶劣的使用环境(低温、重载、冲击等)对铸钢的性能提出了更高要求：在保证较高强度的同时，还要求铸钢具备良好的低温冲击韧性和焊接性。传统的铸钢材料，其成分含较高的碳含量(w(C)为0.15％～0.60％)，高碳含量能提高钢的强度与硬度，但必然导致塑韧性差、焊接困难等问题，远不能满足铸钢的使用要求。[0003]目前，国内外对低温用钢研究较多的是轧材，对低温用铸钢研究较少。但是，矿山、冶金、石油等工业部门的许多低温用零部件，由于形状复杂与壁厚的原因，采用轧制成形，不仅工艺复杂，且制作成本昂贵，需要采用铸造成形。镍铬奥氏体不锈钢作为国内外普遍采用的铸造低温钢，此类钢有良好的低温韧性，但屈服强度低，不能满足零部件的强度指标，大量贵金属的添加增加成本。因此，通过合理的成分设计、熔铸及热处理工艺，获得一种制备工艺简单、强韧性高、成本低、污染小，具有良好低温韧性、焊接性的低温用铸钢已成为一项技术问题。20世纪80年代，美国专利US4634476报道了此类铸钢在军舰上重要需求，其质量百分比成分为：C：0.07-0.12％；Si：0.20-0.60％；Mn：0.90-1.20％；P≤0.015％；S≤0.010％；Mo：0.30-0.