CN118256825A - 一种贝氏体非调质钢及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于非调质钢技术领域，具体为一种贝氏体非调质钢及制备方法。所述贝氏体非调质钢，以质量百分比计，包括C 0.12‑0.20％，Si 0.20‑1.00％，Mn2.00‑2.70％，Mo 0.05‑0.25％，Cr 0.20‑0.80％，V 0.05‑0.15％，其余成分为Fe和不可去除的杂质，所述不可去除的杂质包括：P≤0.015％，S≤0.015％，Cu＜0.05％，Ni≤0.20％。本发明贝氏体非调质钢，组织为粒状贝氏体+板条状贝氏体，按照GB/T231.1检测，硬度达到270‑350HBW；按照GB/T 228.1检测，屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％；按照GB/T 229检测，冲击功≥30J，可以满足高强度、高韧性钢的要求。与传统调质钢材相比，可以省去调质工序，直接切削使用，提高生产效率，并降低能耗，也减少了环境污染。与添加较多贵重合金元素(如Mo，Ni和V)的贝氏体非调质钢相比，成本控制更优。

Description

一种贝氏体非调质钢及制备方法

技术领域

本发明属于非调质钢技术领域，具体为一种贝氏体非调质钢及制备方法。

背景技术

非调质钢以其独特“绿色制造”品质和特征逐渐被市场所认知、接受，为其用户带来了辉煌业绩，已经融入到汽车领域、工程机械和装备制造业中，同时充分发挥出其高品质、低成本、制造周期短、零部件精度高等优秀特点，市场的需求和发展越来越受到依赖。随着汽车、工程机械、装备制造业下游市场的发展趋势，一种轻量化、更高强度、更高品质、低成本及更高市场竞争力的非调质钢材料即贝氏体非调质钢材料因市场需求应运而生。

在研究钢的冷却速度与力学性能的关系时，发现低合金钢在经历奥氏体化处理后，在一定温度下保持一段时间，可以得到针状铁素体和一定界面上沉淀的碳化物共析组织，从而使钢获得良好的综合性能，这种组织被称为贝氏体，并将钢的贝氏体组织及等温淬火热处理工艺注册了专利。贝氏体转变是经历奥氏体化处理后过冷到中温区域时发生的，故又称为中温转变。由于贝氏体，尤其是下贝氏体组织具有良好的综合力学性能，在生产中常将钢奥氏体化后过冷至中温转变区等温停留，使之获得贝氏体组织，这种热处理称为贝氏体等温淬火。

工作者对贝氏体钢的研究做了大量的工作，通过调整化学成分和变质处理工艺，获得了“铸态贝氏体钢”或“轧后空冷贝氏体钢”，以取代传统的等温淬火工艺，使其应用范围迅速扩大。由于空冷贝氏体钢工艺简单，除了可使钢得到良好的综合力学性能外，还可在较大程度上减少像一般淬火(得到马氏体组织)那样产生的变形和开裂倾向。

贝氏体钢作为新世纪新钢种之一，从含碳量的角度分为高碳贝氏体钢、中碳贝氏体钢及低碳贝氏体钢。中、高碳贝氏体钢以高硬度、合金成分简单和成本低等优势应用于电厂、矿山、航空等领域。低碳贝氏体钢被广泛应用到建筑、桥梁、车辆、飞机构件和轴类件等领域。贝氏体钢在实现高强、高韧的同时又兼具良好的焊接性能，成为了最具潜力的钢种，因此，贝氏体钢是超高强钢发展的一个重要方向。研究贝氏体转变及其制备技术，对于提高和改善钢的强韧性及综合性能，具有重要的理论意义和工程应用价值。

发明内容

本发明旨在提供一种高强度高韧性贝氏体非调质钢及制备方法，在空冷+回火的条件下钢材获得高强度和高韧性，基体为稳定的贝氏体组织，适用于生产强度韧性高的零件。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，一种贝氏体非调质钢，以质量百分比计，包括C 0.12-0.20％，Si0.20-1.00％，Mn 2.00-2.70％，Mo 0.05-0.25％，Cr 0.20-0.80％，V 0.05-0.15％，其余成分为Fe和不可去除的杂质，所述不可去除的杂质包括：P≤0.015％，S≤0.015％，Cu＜0.05％，Ni≤0.20％。

进一步地，2.6％＜Si+Mn＜3.2％。

进一步地，所述贝氏体非调质钢以粒状贝氏体和板条状贝氏体为主；按照GB/T231.1检测，硬度达到270-350HBW；按照GB/T 228.1检测，屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％；按照GB/T 229检测，冲击功≥30J。

第二方面，一种所述贝氏体非调质钢的制备方法，包括以下工序：电炉或转炉炼钢、精炼、脱气、模铸或连铸、加热并轧制、空冷和回火；其中，所述回火的温度350-550℃，保温8-12h。

进一步地，所述电炉或转炉炼钢中，其中原材料中的液态生铁比例为80～82wt％，其余为废钢和/或铁合金。

进一步地，所述电炉或转炉炼钢中，使用的造渣剂包含石灰和白云石，其主要化学成分为CaO+SiO+MgO。

进一步地，所述电炉或转炉炼钢中，当钢水中的C含量为0.05～0.10wt％，P含量为≤0.015wt％后出钢，出钢钢水温度为1600～1700℃，出钢过程中加入精炼渣、石灰造渣，并加入Al锭沉淀脱氧及部分Si、Mn、Cr合金。

进一步地，所述精炼包括但不限于LF炉精炼；

和/或，所述精炼中，使用Al粒进行扩散脱氧，并将钢水成分调整至所述贝氏体非调质钢的合金元素含量要求范围内；

和/或，所述精炼中，精炼温度为1600～1650℃。

进一步地，所述脱气为RH真空脱气，优选在67Pa以下的真空度下进行，脱气时间优选至少15分钟。

进一步地，所述连铸的浇铸温度为1515～1535℃；和/或，所述轧制前加热使得铸坯温度保持在1200℃以上，优选1200～1250℃。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明贝氏体非调质钢，基体为稳定的贝氏体组织，可以满足高强度、高韧性钢的要求，适用于生产强度韧性高的零件。与传统调质钢材相比，可以省去调质工序，直接切削使用，提高生产效率，并降低能耗，也减少了环境污染。与添加较多贵重合金元素(如Mo，Ni和V)的贝氏体非调质钢相比，成本控制更优。

2、本发明制备方法，对轧制空冷+回火后的钢材，切取多个Φ25mm钢棒试样，检测发现其组织为贝氏体(粒状贝氏体和板条状贝氏体为主)+少量铁素体；按照GB/T 231.1检测，硬度达到270-350HBW；按照GB/T 228.1检测，钢材的屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％；按照GB/T 229检测，钢材的冲击功≥30J，都符合设计要求。

附图说明

图1是本发明实施例1所得贝氏体非调质钢的SEM图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明的实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本发明中具体公开。

本发明中，除非另有规定和/或说明，自始至终，所有涉及组分用量的数值均为“重量或重量占比”。下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。以下实施例中所述的原料均可从公开商业途径获得。

根据本发明第一方面，一种贝氏体非调质钢，以质量百分比计，包括C0.12-0.20％，Si 0.20-1.00％，Mn 2.00-2.70％，Mo 0.05-0.25％，Cr 0.20-0.80％，V0.05-0.15％，其余成分为Fe和不可去除的杂质，所述不可去除的杂质包括：P≤0.015％，S≤0.015％，Cu＜0.05％，Ni≤0.20％。

本发明成分设计方案依据如下：

1.为了在连续冷却过程中获得淬透性足够高的贝氏体组织，通常需要在贝氏体钢中加入合金元素，例如B、Si、Mn、Cr、Mo、V等。

1.1贝氏体中的C含量不易过高，超过0.3％易于析出过多碳化物使钢的强度升高，但韧性下降，根据经验，C超过0.2％以后使得回火的工艺窗口变窄，设计C含量0.12-0.20％。作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，C含量典型但非限定性地可选择为0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％。

1.2Si元素抑制渗碳体析出，稳定残余奥氏体，促使无碳化物贝氏体的形成。随着Si含量的提高，相变组织逐渐细化，粒状贝氏体减少，无碳化物贝氏体增多，从而使贝氏体板条得到细化，Si在贝氏体钢中有固溶强化和降低贝氏体开始转变温度的作用，设计Si含量控制在0.20-1.00％。作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，Si含量典型但非限定性地可选择为0.21％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、0.99％。

1.3Mn元素会扩大奥氏体相区，降低相变温度，同时具有较强的固溶强化作用，能显著提高低碳贝氏体钢的淬透性和硬度，延迟低碳贝氏体钢形变强化相变进程。冶炼时，Mn与钢水中的氧和硫结合上浮到炉渣中被清除掉，是经济实用的脱氧剂、脱硫剂。但Mn含量过高，又会使钢的塑性下降，因此设计Mn含量控制在2.00-2.70％。作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，Mn含量典型但非限定性地可选择为2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％、2.5％、2.55％、2.6％、2.65％。

本发明研究过程中，特别地发现，硅和锰合理匹配能提高钢的强度和韧性，有利于得到空冷贝氏体，因此设计2.6％＜Si+Mn＜3.2％。作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，Si+Mn含量典型但非限定性地可选择为2.65％、2.7％、2.75％、2.8％、2.85％、2.9％、2.95％、3％、3.05％、3.15％。

1.4通常贝氏体钢中会加入B，B可以使铁素体转变曲线大大右移，有利于空冷得到全贝氏体，如重卡用转向节用钢，要经过热锻，成分配方中添加B能够保证锻后转向节的抗拉强度和屈服强度。而本发明是直接切削用非调钢，轧制后要达到一定的性能要求，故本发明设计不添加B，因为在添加B的同时需增加Ti含量，增加Ti含量会使有TiN夹杂产生，影响零件疲劳寿命。即使本发明其他原料引入了B、Ti元素，其含量也非常低，B＜0.0005％，Ti＜0.0025％，属于可忽略不计的杂质。

1.5Mo元素的加入能有效延迟高温铁素体相变，降低Ms温度，是强烈促进贝氏体转变，并扩展贝氏体转变区，在宽范的冷速下获得贝氏体组织的元素；Mo能显著提高钢的强度和淬透性；细化奥氏体组织，抑制裂纹萌生与扩展，改善疲劳性能。考虑成本，设计控制Mo＝0.05-0.25％。作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，Mo含量典型但非限定性地可选择为0.06％、0.08％、0.1％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％、0.22％、0.24％。

1.6Cr是Mn系空冷贝氏体钢合金体系中最常用的主要合金元素之一，可有效地调控贝氏体钢的微观组织及力学性能。钢中添加Cr，能使钢在较低的冷却速度下获得贝氏体，贝氏体转变温度区间也明显减小；Cr对贝氏体的形态及分布具有显著影响，当Cr为0.2％时，贝氏体形态以粒状贝氏体和板条状贝氏体为主，当Cr提高至0.5％时，观察到了“柳叶状”的下贝氏体组织；Cr能显著地提高了贝氏体钢的硬度。设计Cr＝0.20-0.80％，作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，Cr含量典型但非限定性地可选择为0.21％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.79％。

1.7钢中加入少量的V。V对钢有很强的二次硬化作用，V可以细化晶粒，使钢的表面内部均有细晶组织，使钢材韧性增加。考虑成本设计含量V＝0.05-0.15％，作为本发明贝氏体非调质钢的一种可选实施方式，V含量典型但非限定性地可选择为0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％。

本发明贝氏体非调质钢，组织为粒状贝氏体+板条状贝氏体，按照GB/T 231.1检测，硬度达到270-350HBW；按照GB/T 228.1检测，屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％；按照GB/T 229检测，冲击功≥30J，可以满足高强度、高韧性钢的要求。与传统调质钢材相比，可以省去调质工序，直接切削使用，提高生产效率，并降低能耗，也减少了环境污染。与添加较多贵重合金元素(如Mo，Ni和V)的贝氏体非调质钢相比，成本控制更优。调质钢指的是：钢材淬火(钢加热到临界点以上温度，在淬火介质快速冷却，获得马氏体)后+高温回火(使马氏体转变)，组织为回火索氏体。

本发明贝氏体钢，由于制备过程中，炼钢时一般会采用废钢和/或铁合金和/或液体生铁作为原料，废钢和铁水中的残余会引入Ni杂质，其含量一般不超过0.2％。并且炼钢过程中不可避免的Cu残余＜0.05％，含量较低，避免了高Cu含量容易形成铜脆，导致钢材轧制过程容易开裂。Al作为脱氧剂，在脱氧后一般会有0.010-0.040％的残余，这些残余能保证钢中的氧维持一个较低的水平；为保证钢的夹杂物水平及内部质量，钢的氧含量≤20ppm(如20ppm、18ppm、16ppm、14ppm、12ppm、10ppm)，氢含量≤2.0ppm(如2.0ppm、1.8ppm、1.6ppm、1.4ppm、1.2ppm、1.0ppm)。此外，本发明杂质硫含量更低，S≤0.015，避免了S会形成硫化物影响钢材的疲劳寿命。

根据本发明的第二方面，一种所述贝氏体非调质钢的制备方法，包括以下工序：电炉或转炉炼钢、精炼、脱气、模铸或连铸、加热并轧制、空冷和回火；其中，所述回火的温度350-550℃，保温8-12h。

本发明制备方法，对轧制空冷后的钢材进行回火处理，消除钢材的应力并促进粒贝(碳化物)和残余奥氏体溶解，可以使本发明的贝氏体非调质钢型材具有良好的性能，尤其是具有适合的韧性指标。优选的在炉中使用350-550℃(如360℃、380℃、400℃、420℃、440℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃)，保温8-12h(如8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h)，避免应力释放不完全，产品使用时产生变形，也避免残余奥氏体不能完全转变、碳化物溶解不充分，导致钢的韧性变差。本发明轧制可通过轧机利用轧辊进行。经过轧制获得的型材的形状没有特别限制，其可根据最终形成制品的形状确定，例如其可以是板材、块材、线材或棒材的形式，在本发明的情况下，所述型材的形状特别优选是棒材。优选轧制后空冷至于300℃以下后收集。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，钢材典型的生产工艺流程：转炉→LF→RH→连铸→轧制→空冷→回火。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，利用液态生铁、废钢、铁合金和造渣剂等原材料进行电炉炼钢或转炉炼钢等过程，其中所述原材料中的液态生铁比例优选约为80～82wt％(如80.2wt％、80.5wt％、80.7wt％、81wt％、81.3wt％、81.5wt％、81.7wt％、81.9wt％)，其余主要为废钢和/或铁合金。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，所述造渣剂包含石灰和白云石，其主要化学成分为CaO+SiO+MgO。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，所述电炉或转炉炼钢中，控制所述炼钢过程使获得的钢水中的C含量约为0.05～0.10wt％(如0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％)，P含量约为≤0.015wt％(如0.015wt％、0.013wt％、0.011wt％、0.009wt％、0.007wt％、0.005wt％)。符合要求后出钢至准备好的钢包中，离开冶炼炉的钢水温度约为1600～1700℃(如1610℃、1630℃、1650℃、1670℃、1690℃)，出钢过程中加入精炼渣、石灰等造渣，并加入Al锭沉淀脱氧及部分Si、Mn、Cr合金。出钢温度控制在约1600～1700℃，既能避免温度过高侵蚀耐材，影响设备寿命，造成不必要的浪费，且易使得被侵蚀的耐材进入钢中，影响钢材的纯净度，也避免温度过低，LF炉需要增加送电提温的时间，影响生产效率和增加能源浪费。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，将经过炼钢过程获得的钢水进行精炼，包括但不限于LF炉精炼。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，所述精炼中，使用Al粒进行扩散脱氧，并将钢水成分调整到基本符合上述本发明第一方面的贝氏体非调质钢的合金元素含量要求范围内。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，所述精炼中，精炼温度例如可以约为1600～1650℃(如1605℃、1610℃、1615℃、1620℃、1625℃、1630℃、1635℃、1640℃、1645℃)。优选使用氩气搅拌使钢水成分、温度均匀，同时使钢水中的夹杂物碰撞长大，上浮到渣中。在精炼之后获得的钢水的合金元素成分已经基本符合本发明第一方面的贝氏体非调质钢的成分要求。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，使经精炼后的钢水进一步经历脱气处理，优选RH真空脱气。所述脱气处理优选可以在约67Pa以下的真空度下进行，脱气时间优选至少约15分钟，以保证钢的氢含量≤2.0ppm；通过真空脱气和精炼脱氧的共同作用，保证钢的氧含量≤20ppm。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，脱气后可以采用模铸或连铸，优选连铸的方式实施。

作为本发明制备方法的一种可选实施方式，连铸过程中的浇铸温度可以约为1515～1535℃(如1516℃、1518℃、1520℃、1522℃、1524℃、1526℃、1528℃)，避免温度过高影响钢材的横截面的均匀性和低倍质量。

所得铸坯的形状没有特别限制，其可根据最终形成制品的形状确定。例如，根据最终要形成的零件规格需求，优选连铸铸坯的形状为具有约410×530mm或约300×400mm断面的铸坯。

轧制前进行加热，使得铸坯在轧制前的温度优选保持在约1200℃以上，更优选约1200～1250℃(如1205℃、1210℃、1215℃、1220℃、1225℃、1230℃、1235℃、1240℃、1245℃)。这样的温度可以保证随后的轧制过程能够顺利进行，并且确保最终型材具有理想的性能。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述。

实施例1

贝氏体非调质钢，生产工艺流程：转炉→LF→RH→连铸→加热与轧制→空冷→回火。

利用液态生铁、废钢、铁合金和造渣剂等原材料进行电炉炼钢或转炉炼钢等过程，其中所述原材料中的液态生铁比例约为80～82wt％，其余主要为废钢和/或铁合金。造渣剂包含石灰和白云石，其主要化学成分为CaO+SiO+MgO。控制所述炼钢过程使获得的钢水中的C含量约为0.07wt％，P含量约为0.01wt％。符合要求后出钢至准备好的钢包中，离开冶炼炉的钢水温度约为1650℃，出钢过程中加入精炼渣、石灰等造渣，并加入Al锭沉淀脱氧及部分Si、Mn、Cr合金。

将经过上述炼钢过程获得的钢水进行LF炉精炼。其中使用Al粒进行扩散脱氧，并将钢水成分调整到基本符合本发明贝氏体非调质钢的合金元素含量要求范围内。精炼温度约为1630℃。使用氩气搅拌使钢水成分、温度均匀，同时使钢水中的夹杂物碰撞长大，上浮到渣中。在精炼之后获得的钢水的合金元素成分已经基本符合本发明贝氏体非调质钢的成分要求。

使经精炼后的钢水进一步经历RH真空脱气。具体真空度约67Pa以下，脱气15分钟，钢的氢含量≤2.0ppm，氧含量≤20ppm。

然后连铸，连铸过程中的浇铸温度约为1525℃，连铸铸坯的形状约为具有410×530mm断面的铸坯。铸坯的温度经加热保持在约1220℃，然后进行轧制。具体通过轧机利用轧辊进行。经过轧制获得棒材。轧制后空冷至于300℃以下后收集，并进行回火处理，在炉中使用380℃，保温10h。

本实施例所得贝氏体非调质钢的成分含量如表1所示：

表1实施例1贝氏体非调质钢的化学成分(质量分数)/％

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Cu	V	Fe
											0.13	0.74	2.36	0.013	0.003	0.78	0.04	0.06	0.03	0.06	余量

对轧制空冷+回火后的钢材，切取多个Φ25mm钢棒试样，检测组织为贝氏体(粒状贝氏体和板条状贝氏体为主)+少量铁素体(如图1所示)，按照GB/T231.1检测硬度为298～301HBW，符合贝氏体钢270-320HBW设计要求；按照GB/T228.1检测，屈服强度为801～802MPa，抗拉强度为948～950MPa，延伸率为15～15.5％，断面收缩率为44～48％；按照GB/T229检测冲击功为45～50J，都符合设计要求。

实施例2

贝氏体非调质钢，成分含量如表2所示：

表2实施例2贝氏体非调质钢的化学成分(质量分数)/％

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Cu	V	Fe
											0.16	0.32	2.05	0.015	0.003	0.52	0.02	0.06	0.04	0.06	余量

生产工艺流程与实施例1完全相同。

对轧制空冷+回火后的钢材，切取多个Φ25mm钢棒试样，检测组织为贝氏体(粒状贝氏体和板条状贝氏体为主)+少量铁素体，按照GB/T 228.1检测，屈服强度701～703MPa，抗拉强度910～915MPa，延伸率13～13.5％，断面收缩率35～30％；按照GB/T 229检测，冲击功31～35J；按照GB/T 231.1检测，钢材硬度285～289HBW。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，回火处理时，保温6h。

对轧制空冷+回火后的钢材，切取多个Φ25mm钢棒试样，按照GB/T 228.1检测，屈服强度643～645MPa，抗拉强度987～993MPa，延伸率12～13％，断面收缩率28～30％；按照GB/T 229检测，冲击功9～18J；按照GB/T 231.1检测，钢材硬度303HBW。

对比例2

贝氏体非调质钢，成分含量如表3所示：

表3对比例2贝氏体非调质钢的化学成分(质量分数)/％

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Cu	V	Fe
											0.23	0.61	1.84	0.010	0.003	0.18	0.02	0.07	0.04	0.09	余量

生产工艺流程与实施例1完全相同。

对轧制空冷+回火后的钢材，切取多个Φ25mm钢棒试样，按照GB/T 228.1检测，屈服强度615～627MPa，抗拉强度901～913MPa，延伸率16～18％，断面收缩率36～39％；按照GB/T 229检测，冲击功10～20J；按照GB/T 231.1检测，钢材硬度287～290HBW。

通过与对比例对比发现，本发明实施例1、2所得的贝氏体非调质钢可以满足高强度、高韧性钢的要求。与传统调质钢材，可以省去调质工序，直接切削使用，提高生产效率，并降低能耗，也减少了环境污染。与添加较多贵重合金元素的贝氏体非调质钢相比，成本控制更优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种贝氏体非调质钢，其特征在于，以质量百分比计，包括C 0.12-0.20％，Si 0.20-1.00％，Mn 2.00-2.70％，Mo 0.05-0.25％，Cr 0.20-0.80％，V 0.05-0.15％，其余成分为Fe和不可去除的杂质，所述不可去除的杂质包括：P≤0.015％，S≤0.015％，Cu＜0.05％，Ni≤0.20％。

2.如权利要求1所述贝氏体非调质钢，其特征在于，2.6％＜Si+Mn＜3.2％。

3.如权利要求1所述贝氏体非调质钢，其特征在于，所述贝氏体非调质钢以粒状贝氏体和板条状贝氏体为主；按照GB/T 231.1检测，硬度达到270-350HBW；按照GB/T 228.1检测，屈服强度≥700MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％；按照GB/T 229检测，冲击功≥30J。

4.一种如权利要求1-3任一所述贝氏体非调质钢的制备方法，其特征在于，包括以下工序：电炉或转炉炼钢、精炼、脱气、模铸或连铸、加热并轧制、空冷和回火；其中，所述回火的温度350-550℃，保温8-12h。

5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述电炉或转炉炼钢中，其中原材料中的液态生铁比例为80～82wt％，其余为废钢和/或铁合金。

6.如权利要求4所述制备方法，所述电炉或转炉炼钢中，使用的造渣剂包含石灰和白云石，其主要化学成分为CaO+SiO+MgO。

7.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述电炉或转炉炼钢中，当钢水中的C含量为0.05～0.10wt％，P含量为≤0.015wt％后出钢，出钢钢水温度为1600～1700℃，出钢过程中加入精炼渣、石灰造渣，并加入Al锭沉淀脱氧及部分Si、Mn、Cr合金。

8.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述精炼包括但不限于LF炉精炼；

和/或，所述精炼中，使用Al粒进行扩散脱氧，并将钢水成分调整至所述贝氏体非调质钢的合金元素含量要求范围内；

和/或，所述精炼中，精炼温度为1600～1650℃。

9.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述脱气为RH真空脱气，优选在67Pa以下的真空度下进行，脱气时间优选至少15分钟。

10.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述连铸的浇铸温度为1515～1535℃；和/或，所述轧制前加热使得铸坯温度保持在1200℃以上，优选1200～1250℃。