CN113388784A - 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用 - Google Patents

一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113388784A
CN113388784A CN202110709312.XA CN202110709312A CN113388784A CN 113388784 A CN113388784 A CN 113388784A CN 202110709312 A CN202110709312 A CN 202110709312A CN 113388784 A CN113388784 A CN 113388784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
temperature
weight percent
rolling
quenched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110709312.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113388784B (zh
Inventor
刘增平
尹修刚
韩常海
张俊
王志利
施进卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengde Jianlong Special Steel Co Ltd
Original Assignee
Chengde Jianlong Special Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengde Jianlong Special Steel Co Ltd filed Critical Chengde Jianlong Special Steel Co Ltd
Priority to CN202110709312.XA priority Critical patent/CN113388784B/zh
Publication of CN113388784A publication Critical patent/CN113388784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113388784B publication Critical patent/CN113388784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/08—Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/14—Arrangement, location, or adaptation of rollers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明涉及一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用，所述耐低温非调质钢包括C、Si、Mn、Cr、V、Ni、Nb、S、N、Al等元素，余量为Fe以及不可避免的杂质。本发明通过在冶炼过程中加入Nb、V以及Ni元素，使微合金化元素Nb、V与C、N生成(Nb,V)(C1‑xN1‑y)，其中0<x<1，0<y<1，形成了复合强化效果。结合控轧控冷过程中温度的控制，达到了细化晶粒的目的，使最终所得中碳珠光体‑铁素体型非调质钢在‑50℃的冲击功达到35J以上。因此，所得耐低温非调质钢特别适用于制备低温环境下运行机械的支重轮。

Description

一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种非调质钢，尤其涉及一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用。
背景技术
传统的非调质钢一般是在中碳(0.2-0.5wt％C)钢中加入微量V、Nb与Ti等元素，进行控制轧制和控制冷却，使得V、Nb与Ti等元素的碳化物和氮化物析出，实现强化作用，获得与调质处理相近的力学性能，从而省去调质处理工序。在变形后的冷却过程中，V元素的碳氮化物的析出强化作用最强，其强化作用在较宽的范围内处于较高的水平且变化不大，因而在传统的非调质钢中，多采用单独添加V或以V为主，同时添加Ti、Nb的复合微合金化。
中碳铁素体-珠光体型非调质钢，通过加入V等微合金化元素，以及增加珠光体量和碳化钒等沉淀强化来提高钢的强度，其强度完全可以达到调质钢900-1000MPa的强度水平。但由于组织为铁素体-珠光体组织，其韧性一般都低于调质钢的回火索氏体组织，再加上共格析出物的沉淀强化，进一步降低了钢的韧性，使非调质钢在承受冲击负荷部件上的应用受到限制。
CN 103266287A公开了一种中碳铁素体-珠光体型非调质钢及其制造方法，所述非调质钢的组成按质量百分比为：C为0.35-0.43％、Si为0.3-0.8％、Mn为1-1.6％、Cr为0.1-0.3％、V为0.06-0.2％、Ni为0.1-0.3％、P≤0.035％、S为0.04-0.075％，Al为0.01-0.06％且N为0.01-0.02％，余量为Fe以及不可避免的杂质。在无需经过调制热处理的情况下，热轧钢的强塑性指标即可达到40Cr或40MnB调质钢的水平。但其并未对非调质钢的低温冲击韧性进行改进。
CN 112342463A公开了一种大功率发动机曲轴用高Ti高强韧性贝氏体非调质钢及其制备方法，包括如下步骤百分比的化学成分：C为0.3-0.4％、Si为0.6-1.5％、Mn为1.4-2％、Cr为0.6-0.9％、Mo为0.05-0.15％、V为0.05-0.2％、Ni为0.1-0.2％、Ti为0.03-0.045％、B为0.001-0.0035％、Al为0.01-0.06％、P≤0.01％且S为0.025-0.04％，采用电弧炉/转炉冶炼-LF精炼-RH真空处理-圆坯/方坯连铸-轧制-感应加热-锻造-精整-控温冷却成材的工艺进行生产，制备得到的贝氏体非调质钢具有良好的力学性能以及常温韧性。但其同样未对非调质钢的低温冲击韧性进行改进。
CN 106350734A公开了一种高强韧性非调质钢盘条及其制备方法，其包括加热、轧制和冷却工序，所述盘条化学组成的重量百分含量为：C为0.22-0.31％、Mn为1.2-1.55％、Si为0.25-0.7％、P≤0.015％、S≤0.015％、Cr为0.1-0.4％、V为0.05-0.2％、Ti为0.01-0.05％、N为0.01-0.025％、Al为0.01-0.05％、Cu≤0.25％、Ni≤0.2％，Mo≤0.1％，其余为Fe以及不可避免的杂质。所得珠光体+铁素体组成的非调制刚盘条具有优良的抗拉强度以及冲击韧性，其同样未对非调制钢的低温冲击韧性进行改进。
挖掘机、推土机等工程机械车辆中履带底盘***的支重轮轴用钢常在泥水尘土中，且容易承受强烈冲击，因此对冲击韧性的要求较高。目前常采用调质钢50Mn进行生产，随着非调质钢使用数量的逐渐增加，目前使用非调质钢生产工程机械中支重轮轴的需求逐渐增高，但非调质钢在-50℃下的冲击韧性(AKU2)只能达到15-20J，容易导致工程机械在寒冷地区作业时出现低温脆断而失效。
因此，需要提供一种耐低温非调质钢，使其具有良好的抗拉强度、屈服强度、断面收缩率、断后伸长率，且在-50℃下的冲击韧性能够达到35J以上，保证工程机械在低温环境的正常运转。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温非调制钢及其制备方法与应用，通过控制耐低温非调质钢的组成以及制备工艺，使最终所得中碳珠光体-铁素体型非调质钢在-50℃的冲击功达到35J以上，因此，所得耐低温非调质钢特别适用于制备低温环境下运行机械的支重轮。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种耐低温非调质钢，以质量百分数计，所述耐低温非调质钢包括：C为0.4-0.41wt％，Si为0.3-0.35wt％，Mn为1.15-1.22wt％，Cr为0.12-0.2wt％，V为0.06-0.13wt％，Ni为0.08-0.12wt％，Nb为0.03-0.04wt％，S为0.01-0.02wt％，N为0.012-0.014wt％，Al为0.012-0.02wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
本发明通过调整非调质钢的元素组成，使最终所得中碳珠光体-铁素体型非调质钢在-50℃的冲击功达到35J以上，实现所述“耐低温”的效果。
C的含量影响刚才的强度、硬度以及淬透性，但碳含量过高会导致所得刚才的韧性以及塑性过低，碳的含量过低则会造成所得刚才的力学强度不足，因此需要控制C含量为0.4-0.41wt％。
Si具有较强的固溶强化效果，能够显著强化铁素体，Si的增加能够提高所得钢材中铁素体的体积分数，并使晶粒细化，有利于提高韧性。但过量的Si容易使C的活性增加，促进钢材在轧制过程中的脱碳和石墨化倾向，恶化钢的韧性，因此，本申请控制Si含量为0.3-0.35wt％，例如可以是0.3wt％、0.31wt％、0.32wt％、0.33wt％、0.34wt％或0.35wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用，优选为0.32-0.35wt％。
Mn的添加能够提高钢的力学强度与韧性，Mn具有较强的固溶强化效果，可降低钢的相变温度，减缓奥氏体向珠光体的转变速度，提高淬透性，并能够细化晶粒，提高强度和韧性。但过高的Mn含量将提高珠光体的体积分数，降低钢的韧性，因此，本申请控制Mn含量为1.15-1.22wt％，例如可以是1.15wt％、1.16wt％、1.17wt％、1.18wt％、1.19wt％、1.2wt％、1.21wt％或1.22wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用，优选为1.16-1.2wt％。
Cr的添加能够提高钢的淬透性，并能够降低C的活性，有效降低加热与轧制过程中钢材表面脱碳倾向，有利于获得高的抗疲劳性能，但过高的Cr会降低钢的韧性，为了兼具钢的力学性能与韧性，本发明钢中的Cr含量为0.12-0.2wt％，例如可以是0.12wt％、0.13wt％、0.14wt％、0.15wt％、0.16wt％、0.17wt％、0.18wt％、0.19wt％或0.2wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用，优选为0.15-0.18wt％。
V的存在能够细化钢中的组织晶粒，可以起到细化铁素体的作用，使钢的强度与韧性得以提高。N的存在能够促进V的析出，减少V的用量。Ni能够提高钢的疲劳强度。Nb能够与C、N形成化合物，阻止晶粒长大并细化晶粒。Nb、V、N与C能够协同生成(Nb,V)(C1-xN1-y)，其中0<x<1，0<y<1，产生复合强化效果，达到提高钢材韧性的目的。
本发明钢中的V含量为0.06-0.13wt％，例如可以是0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.11wt％、0.12wt％或0.13wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用，优选为0.08-0.12wt％。
本发明钢中的Ni含量为0.08-0.12wt％，例如可以是0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.11wt％或0.12wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用，0.09-0.1wt％。
硫的添加能够改善钢的切削性能，通过硫与锰结合形成的硫化锰夹杂物能够促进晶内铁素体的析出，从而细化晶粒和减轻带状偏析，起到改善韧性的目的。但过多的硫容易使钢产生热脆，因此本发明使钢中的S为0.01-0.02wt％。
Al在钢中能够与C、N形成化合物，形成的化合物能够细化晶粒，产生显著的强化效果，但过多的Al易成型粗大的夹杂物同时降低VN的含量，恶化钢的性能，因此本发明使钢中Al的含量为0.012-0.02wt％，例如可以是0.012wt％、0.013wt％、0.014wt％、0.015wt％、0.016wt％、0.017wt％、0.018wt％、0.019wt％或0.02wt％，优选为0.015-0.018wt％。
优选地，所述不可避免的杂质中，P≤100ppm。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述耐低温非调质钢的制备方法，所述制备方法包括依次进行的按配方量得到铸坯、铸坯加热、控轧控冷与堆冷缓冷。
本发明在控制耐低温非调质钢组成的基础上，通过控制铸坯加热与控轧控冷的工艺条件，使非调质钢中的合金元素形成复合强化效果，达到了提高钢材韧性的目的，使最终所得中碳珠光体-铁素体型非调质钢在-50℃的冲击功达到35J以上。
优选地，所述按配方量得到铸坯是指依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到铸坯。
优选地，所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素。
优选地，所述VD真空过程中添加Nb元素。
优选地，所述铸坯加热的预热段温度不超过900℃，预热段时间为45-55min。
本发明中铸坯加热预热段的温度不超过900℃，例如可以是800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃或900℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中铸坯加热预热段的时间为45-55min，例如可以是45min、48min、50min、52min或55min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述铸坯加热的加热段温度为1140-1230℃，例如可以是1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃、1200℃、1210℃、1220℃或1230℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用；加热段时间为55-65min，例如可以是55min、56min、58min、60min、61min、62min、63min、64min或65min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用。
优选地，所述铸坯加热的均热段温度为1170-1220℃，例如可以是1170℃、1180℃、1190℃、1200℃、1210℃或1220℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；均热段时间为75-85min，例如可以是75min、77min、78min、80min、81min、84min或85min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举地数值同样适用。
铸坯的状态包括冷坯与热坯。
当铸坯的状态为冷坯时，预热段的温度不超过850℃，例如可以是600℃、650℃、700℃、750℃、800℃或850℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明所述冷坯是指温度不超过200℃的铸坯。
当铸坯的状态为热坯时，预热段的温度范围不超过900℃，例如可以是700℃、750℃、800℃、850℃或900℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明所述热坯是指温度范围为400-650℃的铸坯。
优选地，所述控轧控冷包括依次进行的粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却。
优选地，所述粗轧的开轧温度为1070-1130℃，例如可以是1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1110℃、1120℃或1130℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述穿水冷却的入口温度为980-990℃，例如可以是980℃、981℃、982℃、983℃、984℃、985℃、986℃、987℃、988℃、989℃或990℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述穿水冷却的出口温度为840-860℃，例如可以是840℃、845℃、850℃、855℃或860℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述穿水冷却的出水表压为0.8-1.2MPa，例如可以是0.8MPa、0.9MPa、1MPa、1.1MPa或1.2MPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；出水流量为120-130m3/h，例如可以是120m3/h、121m3/h、122m3/h、123m3/h、124m3/h、125m3/h、126m3/h、127m3/h、128m3/h、129m3/h或130m3/h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述精轧的开轧温度为835-846℃，例如可以是835℃、836℃、838℃、840℃、842℃、845℃或846℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述冷床冷却的上冷床温度为780-790℃，例如可以是780℃、782℃、785℃、788℃或790℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述冷床冷却的下冷床温度为510-580℃，例如可以是510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃或580℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述堆冷缓冷的冷却速度为0.2-0.4℃/min，例如可以是0.2℃/min、0.25℃/min、0.3℃/min、0.35℃/min或0.4℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述堆冷缓冷的终点温度为≤150℃，例如可以是100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述堆冷缓冷后，空冷至室温。
作为第二方面所述制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到配方量组成的铸坯；所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素；所述VD真空过程中添加Nb元素；
(2)铸坯加热的预热段温度不超过900℃，预热段时间为45-55min；加热段温度为1140-1230℃，加热段时间为55-65min；均热段温度为1170-1220℃，均热段时间为75-85min；
(3)依次进行粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却；所述粗轧的开轧温度为1070-1130℃；所述穿水冷却的入口温度为980-990℃，出口温度为840-860℃；所述穿水冷却的出水表压为0.8-1.2MPa，出水流量为120-130m3/h；
所述精轧的开轧温度为835-846℃；
所述冷床冷却的上冷床温度为780-790℃；下冷床温度为510-580℃；
(4)堆冷缓冷，堆冷缓冷的冷却速度为0.2-0.4℃/min，堆冷缓冷的终点温度为≤150℃，空冷至室温，得到所述耐低温工程机械用非调质钢。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述耐低温非调质钢的应用，其特征在于，所述耐低温非调质钢用于支重轮。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在冶炼过程中加入Nb、V以及Ni元素，使微合金化元素Nb、V与C、N生成(Nb,V)(C1-xN1-y)，其中0<x<1，0<y<1，形成了复合强化效果；结合控轧控冷过程中温度的控制，达到了细化晶粒的目的，使最终所得中碳珠光体-铁素体型非调质钢在-50℃的冲击功达到35J以上。
附图说明
图1为本发明提供耐低温非调质钢制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，所述制备方法的工艺流程图如图1所示，所述制备方法包括如下步骤：
(1)依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到配方量组成的铸坯；所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素；所述VD真空过程中添加Nb元素；
(2)铸坯加热的预热段温度为850℃，预热段时间为50min；加热段温度为1180℃，加热段时间为60min；均热段温度为1200℃，均热段时间为80min；
(3)依次进行粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却；所述粗轧的开轧温度为1100℃；所述穿水冷却的入口温度为985℃，出口温度为850℃；所述穿水冷却的出水表压为1MPa，出水流量为125m3/h；
所述精轧的开轧温度为840℃；
所述冷床冷却的上冷床温度为785℃；下冷床温度为550℃；
(4)堆冷缓冷，堆冷缓冷的冷却速度为0.3℃/min，堆冷缓冷的终点温度为120℃，堆冷缓冷结束后空冷至室温，得到所述耐低温工程机械用非调质钢。
以质量百分数计，所述耐低温非调质钢包括：C为0.4wt％，Si为0.34wt％，Mn为1.18wt％，Cr为0.16wt％，V为0.1wt％，Ni为0.1wt％，Nb为0.03wt％，S为0.01wt％，N为0.012wt％，Al为0.016wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质，杂质中P≤100ppm。
实施例2
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到配方量组成的铸坯；所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素；所述VD真空过程中添加Nb元素；
(2)铸坯加热的预热段温度为850℃，预热段时间为45min；加热段温度为1140℃，加热段时间为65min；均热段温度为1170℃，均热段时间为85min；
(3)依次进行粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却；所述粗轧的开轧温度为1070℃；所述穿水冷却的入口温度为980℃，出口温度为840℃；所述穿水冷却的出水表压为0.8MPa，出水流量为130m3/h；
所述精轧的开轧温度为835℃；
所述冷床冷却的上冷床温度为780℃；下冷床温度为510℃；
(4)堆冷缓冷，堆冷缓冷的冷却速度为0.2℃/min，堆冷缓冷的终点温度为100℃，堆冷缓冷结束后空冷至室温，得到所述耐低温工程机械用非调质钢。
以质量百分数计，所述耐低温非调质钢的组成与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到配方量组成的铸坯；所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素；所述VD真空过程中添加Nb元素；
(2)铸坯加热的预热段温度为850℃，预热段时间为55min；加热段温度为1230℃，加热段时间为55min；均热段温度为1220℃，均热段时间为75min；
(3)依次进行粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却；所述粗轧的开轧温度为1130℃；所述穿水冷却的入口温度为990℃，出口温度为860℃；所述穿水冷却的出水表压为1.2MPa，出水流量为120m3/h；
所述精轧的开轧温度为846℃；
所述冷床冷却的上冷床温度为790℃；下冷床温度为580℃；
(4)堆冷缓冷，堆冷缓冷的冷却速度为0.4℃/min，堆冷缓冷的终点温度为150℃，堆冷缓冷结束后空冷至室温，得到所述耐低温工程机械用非调质钢。
以质量百分数计，所述耐低温非调质钢的组成与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除加热段的温度为1120℃，均热段的温度为1150℃外，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除加热段的温度为1250℃，均热段的温度为1250℃外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了粗轧的开轧温度为1050℃外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了粗轧的开轧温度为1150℃外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除穿水冷却的入口温度为970℃，穿水冷却的出口温度为830℃外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除穿水冷却的入口温度为1000℃，穿水冷却的出口温度为880℃外，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除精轧的开轧温度为830℃外，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除精轧的开轧温度为850℃外，其余均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，所述制备方法的工艺参数与实施例1相同。
以质量百分数计，所述耐低温非调质钢包括：C为0.41wt％，Si为0.3wt％，Mn为1.15wt％，Cr为0.12wt％，V为0.06wt％，Ni为0.08wt％，Nb为0.03wt％，S为0.02wt％，N为0.014wt％，Al为0.012wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质，杂质中P≤100ppm。
实施例13
本实施例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，所述制备方法的工艺参数与实施例1相同。
以质量百分数计，所述耐低温非调质钢包括：C为0.40wt％，Si为0.35wt％，Mn为1.22wt％，Cr为0.2wt％，V为0.13wt％，Ni为0.12wt％，Nb为0.03wt％，S为0.01wt％，N为0.014wt％，Al为0.02wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质，杂质中P≤100ppm。
对比例1
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了Mn含量为1.12wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了Mn含量为1.25wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了V含量为0.04wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了V含量为0.15wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了Nb含量为0.01wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了Nb含量为0.05wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例7
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了N含量为0.01wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例8
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了N含量为0.018wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例9
本对比例提供了一种耐低温非调质钢的制备方法，除了S含量为0.025wt％外，其余均与实施例1相同。
对实施例1-13以及对比例1-9提供的耐低温非调质钢的抗拉强度、屈服强度、断面收缩率、断后伸长率以及-50℃的冲击韧性进行测试，所得结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003132797570000151
Figure BDA0003132797570000161
综上所述，本发明通过在冶炼过程中加入Nb、V以及Ni元素，使微合金化元素Nb、V与C、N生成(Nb,V)(C1-xN1-y)，其中0<x<1，0<y<1，形成了复合强化效果；结合控轧控冷过程中温度的控制，达到了细化晶粒的目的，使最终所得中碳珠光体-铁素体型非调质钢在-50℃的冲击功达到35J以上。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种耐低温非调质钢，其特征在于，以质量百分数计，所述耐低温非调质钢包括：C为0.4-0.41wt％，Si为0.3-0.35wt％，Mn为1.15-1.22wt％，Cr为0.12-0.2wt％，V为0.06-0.13wt％，Ni为0.08-0.12wt％，Nb为0.03-0.04wt％，S为0.01-0.02wt％，N为0.012-0.014wt％，Al为0.012-0.02wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐低温非调质钢，其特征在于，以质量百分数计，所述耐低温用非调质钢包括：C为0.4-0.41wt％，Si为0.32-0.35wt％，Mn为1.16-1.2wt％，Cr为0.15-0.18wt％，V为0.08-0.12wt％，Ni为0.09-0.1wt％，Nb为0.03-0.04wt％，S为0.01-0.02wt％，N为0.012-0.014wt％，Al为0.015-0.018wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的耐低温非调质钢，其特征在于，所述不可避免的杂质中，P≤100ppm。
4.一种如权利要求1-3任一项所述耐低温非调质钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括依次进行的按配方量得到铸坯、铸坯加热、控轧控冷与堆冷缓冷。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述按配方量得到铸坯是指依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到铸坯；
优选地，所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素；
优选地，所述VD真空过程中添加Nb元素。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述铸坯加热的预热段温度不超过900℃，预热段时间为45-55min；
优选地，所述铸坯加热的加热段温度为1140-1230℃，加热段时间为55-65min；
优选地，所述铸坯加热的均热段温度为1170-1220℃，均热段时间为75-85min。
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述控轧控冷包括依次进行的粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却；
优选地，所述粗轧的开轧温度为1070-1130℃；
优选地，所述穿水冷却的入口温度为980-990℃；
优选地，所述穿水冷却的出口温度为840-860℃；
优选地，所述穿水冷却的出水表压为0.8-1.2MPa，出水流量为120-130m3/h。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的开轧温度为835-846℃；
优选地，所述冷床冷却的上冷床温度为780-790℃；
优选地，所述冷床冷却的下冷床温度为510-580℃；
优选地，所述堆冷缓冷的冷却速度为0.2-0.4℃/min；
优选地，所述堆冷缓冷的终点温度为≤150℃；
优选地，所述堆冷缓冷后，空冷至室温。
9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)依次进行转炉冶炼、LF精炼、VD真空与连铸，得到配方量组成的铸坯；所述转炉冶炼过程中添加Ni元素与V元素；所述VD真空过程中添加Nb元素；
(2)铸坯加热的预热段温度不超过900℃，预热段时间为45-55min；加热段温度为1140-1230℃，加热段时间为55-65min；均热段温度为1170-1220℃，均热段时间为75-85min；
(3)依次进行粗轧、穿水冷却、精轧与冷床冷却；所述粗轧的开轧温度为1070-1130℃；所述穿水冷却的入口温度为980-990℃，出口温度为840-860℃；所述穿水冷却的出水表压为0.8-1.2MPa，出水流量为120-130m3/h；
所述精轧的开轧温度为835-846℃；
所述冷床冷却的上冷床温度为780-790℃；下冷床温度为510-580℃；
(4)堆冷缓冷，堆冷缓冷的冷却速度为0.2-0.4℃/min，堆冷缓冷的终点温度为≤150℃，空冷至室温，得到所述耐低温工程机械用非调质钢。
10.一种如权利要求1-3任一项所述耐低温非调质钢的应用，其特征在于，所述耐低温非调质钢用于支重轮。
CN202110709312.XA 2021-06-25 2021-06-25 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用 Active CN113388784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110709312.XA CN113388784B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110709312.XA CN113388784B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113388784A true CN113388784A (zh) 2021-09-14
CN113388784B CN113388784B (zh) 2022-12-02

Family

ID=77623969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110709312.XA Active CN113388784B (zh) 2021-06-25 2021-06-25 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113388784B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114150225A (zh) * 2021-12-01 2022-03-08 承德建龙特殊钢有限公司 一种非调质钢及其制备方法和应用
CN114540579A (zh) * 2022-03-09 2022-05-27 承德建龙特殊钢有限公司 一种履带式挖掘机支重轮轴用非调质棒材及其制备方法
CN114672634A (zh) * 2022-03-29 2022-06-28 承德建龙特殊钢有限公司 一种非调质钢及其制备方法与应用
CN115404404A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 西安建筑科技大学 一种y处理中硫非调质钢及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275199A (zh) * 2008-05-27 2008-10-01 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 高性能低成本非调质钢
CN103266287A (zh) * 2013-05-14 2013-08-28 莱芜钢铁集团有限公司 一种中碳铁素体-珠光体型非调质钢及其制造方法
EP2980250A1 (en) * 2013-03-28 2016-02-03 JFE Steel Corporation Abrasion resistant steel plate having low-temperature toughness, and manufacturing method therefor
CN106216391A (zh) * 2016-08-09 2016-12-14 湖北新冶钢有限公司 一种降低42CrMo硬度的轧制生产方法
CN111906153A (zh) * 2020-06-17 2020-11-10 江苏永钢集团有限公司 一种汽车底盘用非调质钢制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275199A (zh) * 2008-05-27 2008-10-01 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 高性能低成本非调质钢
EP2980250A1 (en) * 2013-03-28 2016-02-03 JFE Steel Corporation Abrasion resistant steel plate having low-temperature toughness, and manufacturing method therefor
CN103266287A (zh) * 2013-05-14 2013-08-28 莱芜钢铁集团有限公司 一种中碳铁素体-珠光体型非调质钢及其制造方法
CN106216391A (zh) * 2016-08-09 2016-12-14 湖北新冶钢有限公司 一种降低42CrMo硬度的轧制生产方法
CN111906153A (zh) * 2020-06-17 2020-11-10 江苏永钢集团有限公司 一种汽车底盘用非调质钢制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114150225A (zh) * 2021-12-01 2022-03-08 承德建龙特殊钢有限公司 一种非调质钢及其制备方法和应用
CN114540579A (zh) * 2022-03-09 2022-05-27 承德建龙特殊钢有限公司 一种履带式挖掘机支重轮轴用非调质棒材及其制备方法
CN114672634A (zh) * 2022-03-29 2022-06-28 承德建龙特殊钢有限公司 一种非调质钢及其制备方法与应用
CN115404404A (zh) * 2022-08-29 2022-11-29 西安建筑科技大学 一种y处理中硫非调质钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113388784B (zh) 2022-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113388784B (zh) 一种耐低温非调质钢及其制备方法与应用
CN111254354B (zh) 一种v微合金化高强韧性贝氏体非调质钢及其控锻控冷工艺和生产工艺
CN104480406A (zh) 一种低合金高强高韧钢板及其制造方法
CN113862558B (zh) 一种屈服强度700MPa级低成本高韧性高强调质钢及其制造方法
CN111187990B (zh) 一种屈服强度500MPa级热轧H型钢及其生产方法
CN111455269A (zh) 屈服强度960MPa级甚高强度海工钢板及其制造方法
CN108866439B (zh) 一种Nb、Ti复合微合金化高温真空渗碳重载齿轮用钢
CN110846577A (zh) 690MPa级高强度低屈强比中锰钢中厚钢及制造方法
CN113637915B (zh) 一种Nb-Ti-B微合金化渗碳齿轮钢及其制备方法
CN110616363B (zh) 一种中碳非调质胀断连杆用钢及其制造方法
CN111118403B (zh) 一种Ti微合金化高强韧性贝氏体非调质钢及其控锻控冷工艺和生产工艺
CN111411311A (zh) 一种模铸耐腐蚀链板用钢及其制造方法
CN114517254B (zh) 一种船舶用耐低温球扁钢及其制备方法
CN114686762B (zh) 布氏硬度500hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN109518090B (zh) 一种辙叉心轨用贝氏体钢及其制造方法
CN111455291A (zh) 一种性能稳定的低成本非调质钢及其生产方法
CN113416902B (zh) 一种低成本屈服强度460MPa级热成形桥壳钢板及其制备方法
CN109536843B (zh) 一种含氮双相耐腐蚀耐磨热轧钢及生产方法
CN115261734A (zh) 一种工程机械用高均质非调质钢及生产方法
CN115725894B (zh) 一种具有优良冲击性能的高温渗碳NiMo系齿轮钢及其制造方法
CN114774804B (zh) 一种600hb级热轧低成本耐磨钢板及其制造方法
CN115125449B (zh) 一种超大型工程机械履带用高淬透性型钢及其生产方法
CN115074628B (zh) 一种hb450级别高耐磨可冷弯钢板及其生产方法
CN114737136B (zh) 布氏硬度400hbw高强度、高韧性热连轧薄钢板的生产方法
CN114086051B (zh) 一种60～120mm厚850MPa级高强度高韧性易焊接纳米钢及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant