CN102345071B - 一种合金用结构钢30CrMo加B钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合金用结构钢30CrMo加B钢板及其生产方法,该板包含如下质量百分比的化学成分:C:0.28~0.33、Si:0.20~0.35、Mn:0.60~0.80、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr:0.90~1.10、Mo:0.15~0.25、Als:0.20~0.40、B:0.0008~0.0015,其它为Fe和残留元素。本发明采取的生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯/钢锭加热、轧制、缓冷、热处理工艺;通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制及调质处理等工艺有效实施,成功地开发出了≤100mm高强度30CrMo加B钢,此加B钢产品的实物机械性能与不加B钢相比大有提高。与常规30CrMo性能相比,平均屈服强度、平均抗拉强度、平均高温回火状态布氏硬度提高。同时,性能指标完全满足了标准及客户要求。
Description
技术领域
本发明属于钢板生产技术领域,具体涉及一种新型一种合金用结构钢30CrMo加B钢板及其生产方法。
背景技术
合金结构钢30CrMo因具有较高的强度和韧性,切削加工性能好,一般用于制造松土器单齿支角齿杆、截面较大的轴和主轴、高负荷的操纵轮、螺栓、齿轮,化工用高压导管等。作为松土器单齿支角齿杆材料使用时,松土机往往需要在有岩石、石粒的地面环境工作,由于工作环境的恶化,原先松土用单齿支角齿杆已不能满足要求,在此背景下,有必要开发一种新型30CrMo材料,其制造的单齿支角齿杆适应岩石、石粒地面的工作环境。
发明内容
为此,本发明的目的是提供一种新型一种合金用结构钢30CrMo加B钢板,为了完成此新型30CrMo钢板材料的设计、生产,通过加入B元素,在国标范围内适当提高C、Mn等元素,并设计合适的热处理工艺,以提高此新型材料——30CrMo加B的机械性能。
本发明的另一目的在于提供此合金用结构钢30CrMo加B钢板的生产方法。
为达到上述第一个目的,本发明采取的技术方案是厚度在100mm以下的30CrMo加B钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):
C:0.28~0.33、Si:0.20~0.35、Mn:0.60~0.80、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr:0.90~1.10、Mo:0.15~0.25、Als:0.20~0.40、B:0.0008~0.0015,其它为Fe和残留元素。
为达到上述目的,本发明采取的生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯/钢锭加热、轧制、缓冷、热处理工艺;在转炉冶炼工艺中,按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,出钢碳≥0.08%,出钢P≤0.015%,S≤0.012%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣;在LF精炼工艺中,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上,铬铁、钼铁和硼铁在白渣形成后的二加热过程加入;在真空精炼工艺中,在≤67Pa下的保压时间按≥22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢;在加热工艺中,连铸坯最高加热温度控制在≤1280℃;钢锭最高加热温度控制在≤1300℃;在轧制工艺中,采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制;二阶段开轧温度≤950℃,二阶段采取小压下轧制,道次压下量为15~20mm,终轧温度840~940℃;在缓冷工艺中,入缓冷坑温度≥400℃,缓冷时间≥36小时;在热处理工艺中,采用调质工艺,淬火保温温度840~900℃,保温时1.8 ~2.4mim/mm,入水时间≥25min,回火保温温度600~700℃,保温时间2.8~4.3min/mm。
通过合理的化学成分设计,LF+VD工艺来保证钢质的洁净度,并通过加热、轧制及调质处理等工艺有效实施,成功地开发出了≤100 mm高强度30CrMo加B钢,此加B钢产品的实物机械性能与不加B钢相比大有提高。其屈服强度控制在940~985MPa,抗拉强度控制在1015~1105 MPa,;伸长率控制在14%-17%; 20℃V型冲击功控制在100~150 J;高温回火状态布氏硬度200~225。与常规30CrMo性能相比,平均屈服强度提高50 MPa,平均抗拉强度提高80 MPa,平均高温回火状态布氏硬度提高15。同时,性能指标完全满足了标准及客户要求。
具体实施方式
在本发明中:
1、成分设计
C主要与其它元素形成碳化物,起组织强化和析出强化作用,提高钢板强度;Mn主要起固溶强化和降低相变温度,起提高钢板强度的作用;B元素可提高淬透性,调质处理可提高钢板强度。本发明采取在一般30CrMo成分基础上,适当提高C、Mn元素,并加入B元素,在技术方案中厚度100mm以下的30CrMo加B钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):
C:0.28~0.33、Si:0.20~0.35、Mn:0.60~0.80、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr:0.90~1.10、Mo:0.15~0.25、Als:0.20~0.40、B:0.0008~0.0015,其它为Fe和残留元素。
2、工艺控制重点
2.1 转炉冶炼工艺点要求
按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,出钢碳≥0.08%,出钢P≤0.015%,S≤0.012%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣;
2.2 LF精炼工艺点要求
采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上,铬铁、钼铁和硼铁在白渣形成后的二加热过程加入;
2.3真空精炼工艺点要求
在≤67Pa下的保压时间按≥22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢。
2.4 加热工艺要点
连铸坯最高加热温度控制在≤1280℃;钢锭最高加热温度控制在≤1300℃;
2.5 轧制工艺要点
采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制;二阶段开轧温度≤950℃,二阶段采取小压下轧制,道次压下量为15~20mm,终轧温度840~940℃;
2.6 缓冷工艺要点
入缓冷坑温度≥400℃,缓冷时间≥36小时;
2.7 热处理工艺要点
采用调质工艺,淬火保温温度840~900℃,保温时1.8 ~2.4mim/mm,入水时间≥25min,回火保温温度600~700℃,保温时间2.8~4.3min/mm。
实施例
通过转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、加热、轧制、缓冷、热处理等工艺,获得如下表1所述化学成分的30CrMo加B成品钢,其中各工艺参数及力学性能见如下表1、2。
表1 30CrMo加B钢的化学成分
表2 30CrMo加B钢的机械力学性能
本次分别试生产100mm、50mm厚30CrMo加B各 10批,通过合理的化学成分设计及生产工艺控制,成功地开发出了≤100 mm高强度30CrMo加B钢,此加B钢产品的实物机械性能与不加B钢相比大有提高。其屈服强度控制在940~985MPa,抗拉强度控制在1015~1105 MPa,;伸长率控制在14%~17%; 20℃V型冲击功控制在100~150 J;高温回火状态布氏硬度200~225。与常规30CrMo性能相比,平均屈服强度提高50 MPa,平均抗拉强度提高80 MPa,平均高温回火状态布氏硬度提高15。同时,性能指标完全满足了标准及客户要求。
Claims (1)
1. 一种合金用结构钢30CrMo加B钢板的生产方法,所述合金用结构钢30CrMo加B钢板其质量百分比的化学成分为:
C:0.28~0.33、Si:0.20~0.35、Mn:0.60~0.80、P:≤0.018、S:≤0.005、Cr:0.90~1.10、Mo:0.15~0.25、Als:0.20~0.40、B:0.0008~0.0015,其它为Fe和残留元素;该生产方法包括:转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯/钢锭加热、轧制、缓冷、热处理工艺;其特征在于在转炉冶炼工艺中,按洁净钢冶炼工艺标准进行控制,出钢碳≥0.08%,出钢P≤0.015%,S≤0.012%;点吹次数不得大于2次,避免出钢过程下渣;在LF精炼工艺中,采取大渣量进行造渣,确保白渣保持时间控制在15min以上,铬铁、钼铁和硼铁在白渣形成后的二加热过程加入;在真空精炼工艺中,在≤67Pa下的保压时间按≥22min进行控制,破真空后立即进行Ca处理,对夹杂物进行改性,软吹大于5min后吊钢;在加热工艺中,连铸坯最高加热温度控制在≤1280℃;钢锭最高加热温度控制在≤1300℃;在轧制工艺中,采用两阶段轧制,一阶段开轧温度1050℃~1150℃,采用高温低速大压下轧制;二阶段开轧温度≤950℃,二阶段采取小压下轧制,道次压下量为15~20mm,终轧温度840~940℃;在缓冷工艺中,入缓冷坑温度≥400℃,缓冷时间≥36小时;在热处理工艺中,采用调质工艺,淬火保温温度840~900℃,保温时1.8 ~2.4mim/mm,入水时间≥25min,回火保温温度600~700℃,保温时间2.8~4.3min/mm。
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