專利名稱：一種氣瓶鋼及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種氣瓶鋼及其制造方法。
背景技術：
申請人:主要生產供國內氣瓶廠家抗拉強度要求為> 980Mpa，延伸率> 12%的鋼坯。現需要制造一種高強韌氣瓶鋼的抗拉強度Rm ^ 1120-1250Mpa,同時要求斷后延伸率 A > 14%，鋼坯出口國外，產品最終在國際上應用。現有的氣瓶鋼的抗拉強度和斷后延伸率 都達不到高強韌氣瓶鋼的要求。
發明內容
為了克服現有氣瓶鋼的上述不足，本發明提供一種氣瓶鋼，本發明的氣瓶鋼抗拉 強度Rm達1120 1250Mpa，并且斷后延伸率A達14 18%，同時提供該氣瓶鋼的制造方法。根據其對材料的高強韌性匹配的要求，考慮工藝性能及適宜的性價比，結合材料 設計的基本原理，分析各組成元素對材料強度和韌性的影響規律，要求精確控制化學成份。本氣瓶鋼的成分的質量百分配比為C :0· 32 0.36% Si :0· 20 0. 35% Mn :0· 70 0. 90%Ti :0· 01 0. 03% Cr :0· 90 1. 10% Mo :0· 40 0. 50%P:彡 0.015%S:彡 0.010%0:0.0020%其余為Fe與不可避免的雜質。隨著材料強度及韌性的提高，材料對表面缺陷如裂紋、夾雜及表面加工造成的缺 陷顯得非常敏感。需采用專備熱模，控制好注溫、注速，加強鋼坯表面清理。降低材料的缺 陷敏感性，提高鋼的斷裂韌性，改善高強度鋼的韌性，提高其在工作條件下的安全性和可靠 性，就必須提高鋼質純凈度，降低有害元素及氣體夾雜含量。本氣瓶鋼的制造方法的工藝流程是EBT電爐冶煉一LF爐精煉一VD脫氣處理一澆注一鋼錠均熱一IOOOmm初軋機開坯 —鋼坯冷卻一鋼坯精整一試樣毛坯熱處理一力學性能測試一檢驗交庫。本氣瓶鋼的制造方法包括下述依次的步驟I EBT電爐冶煉在EBT電爐中，加入P、S與C的質量百分配比達下述要求的預處理鐵水P 0. 05 0. 07% S 0. 05 0. 08% C 3. 8 4. 2%(鐵水比彡50%)，采用熔氧結合法冶煉工藝。要求泡沫渣埋弧操作，以減少鋼液 吸氣。鋼水的C與P的質量百分配比達下述要求時出爐C 0.12% 0.20% P 0. 001 % 0. 013%。II LF 精煉
進LF爐前喂Al線，喂入量為2 3m/噸鋼；測得鋼水溫度1560°C 士 10°C時再造 弱電石渣進行還原，還原10士2分鐘取樣全分析、測溫。根據成份分析結果按內控要求加入 鉻鐵、鉬鐵、錳鐵合金微調鋼液成份，使鋼水中的成分的質量百分配比達到內控要求，一般 為C :0· 33 0.36% Si :0· 25 0. 35% Mn :0· 75 0. 85%Ti :0· 01 0. 03% Cr :0· 95 1. 10% Mo :0· 40 0. 50%P:≤0.010%S:≤ 0.008%鋼水溫度達到T = 1630°C 1650°C，出LF工序，吊鋼包進VD工序。III VD真空脫氣將鋼包吊入真空罐進行真空脫氣，抽真空時間28士2min，確保[H] ( 1. 5ppm。抽 真空結束，破真空后喂Al線，喂入量為1 2m/噸鋼，保證鋼中Al含量0. 02 % 0. 05 % )， 喂Si-Ca線，喂入量為2 3m/噸鋼。軟攪拌時間10士2分鐘。軟攪時要求渣面明顯蠕動 而鋼液不裸露。(氬氣流量為50 lOOL/Min)鋼水溫度1560 士 5 °C。IV 澆注將鋼包送到澆注工序進行模鑄成鋼錠，采用復合渣保護澆注，氬封保護澆注，要求 氬封圈通氣孔暢通，連接處不漏氣。帽口澆注至300 400mm時，一般2/3時輕輕加入發熱 齊U，加入量6 9Kg/支(發熱劑)。鋼錠在模內自然冷卻，冷卻溫度不高于120°C，從錠模 中取出鋼錠。V鋼錠均熱將鋼錠在加熱爐加熱到1200 士 20°C。VI初軋機開坯軋制采用IOOOmm初軋機，初軋溫度1050士20°C，終軋溫度850士20°C，軋制成外形 尺寸長 6000 士 500mm，寬 230 士 4mm，厚 230 士 4mm 的鋼坯。VII鋼坯冷卻將熱軋后的鋼坯采用堆冷，自然冷卻到室溫。冷卻后的鋼坯[H] ( 1. SPPm ；VIII鋼坯精整將冷卻后的鋼坯經砂輪機修磨，確保鋼坯表面無裂紋缺陷。經上述步驟，制成本發明的氣瓶鋼。為了檢測本發明的效果，這也是用戶及標準要求的檢驗項目，還應當從鋼坯上切 取毛坯試樣進行熱處理并進行力學性能測試。IX毛坯試樣調質熱處理a 淬火從鋼坯上切取毛坯試樣，一般取Φ25πιπι，在加熱爐內加熱，將試樣加熱到 850-900°C保溫30 40分鐘，將試樣取出爐在機油內冷卻進行淬火處理。b回火處理將淬火后的試樣在加熱爐內加熱，將鋼坯加熱到600 650°C保溫30 40分鐘， 取出試樣在空氣中自然冷卻到室溫。X力學性能測試
將毛坯試樣加工成拉伸和沖擊試樣，進行力學性能測試。本高強韌氣瓶鋼制造方法制的氣瓶鋼鋼板強度力學性能達到 Rm ^ 1120-1250Mpa，延伸率14 18%，常溫沖擊功Aku彡63J。表面質量良好，各項指標 滿足申請人的企業標準及用戶使用要求。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本高強韌氣瓶鋼及其制造方法的具體實施方式
，但本發 明的具體實施方式
不局限于下述的實施例。氣瓶鋼實施例本氣瓶鋼的實施例的成分的質量百分配比為C 0. 34% Si 0. 28% Mn 0. 80% Ti 0. 02% Cr 1. 00%Mo 0. 45% P 0. 008% S 0. 005% 0:0.0010%其余為Fe與不可避免的雜質。制造方法實施例本氣瓶鋼制造方法實施例制造的是上述氣瓶鋼實施例的鋼種，它為下述依次的步 驟I EBT電爐冶煉在公稱容量為60噸的EBT電爐中，加入P 0. 05-0. 07 %, S 0. 05-0. 08 % C 3. 8-4. 2%的預處理鐵水35噸，(鐵水比彡50% )，采用熔氧結合法冶煉工藝。要求泡沫渣 埋弧操作，以減少鋼液吸氣。鋼水的C 0. 14%, P 0.012%時出爐。II LF 精煉進LF爐前喂Al線3m/噸鋼；測得鋼水溫度1560°C時再造弱電石渣進行還原，還 原10分鐘取樣全分析、測溫。根據成份分析結果按內控要求加入鉻鐵、鉬鐵、錳鐵合金微調 鋼液成份，當鋼水中的成分達到內控要求，本實施例的要求為C 0. 34% Si 0. 28% Mn 0. 78% Ti 0. 02%Cr 0. 99% Mo 0. 44% P 0. 008% S 0. 004%鋼水溫度達到T = 16300C —1650°C，出LF工序，吊鋼包進VD工序。III VD真空脫氣將鋼包吊入真空罐進行真空脫氣，抽真空時間28min，[H]含量為1. lppm。抽真空 結束，破真空后喂Al線1.5m/噸鋼，，喂Si-Ca線2. 5m/噸鋼。軟攪拌時間10分鐘。軟攪 時要求渣面明顯蠕動而鋼液不裸露。(氬氣流量為50-100L/Min，本實施例為80L/Min)鋼水成分的質量百分配比為C 0. 34% Si 0. 28% Mn 0. 80% Ti 0. 02% Cr 1. 00%Mo 0. 45% P 0. 008% S 0. 005 0:0.0010其余為Fe與不可避免的雜質。鋼水溫度1560°C。IV 澆注將鋼包送到澆注工序進行模鑄成鋼錠，采用復合渣保護澆注，氬封保護澆注，要求氬封圈通氣孔暢通，連接處不漏氣。帽口澆注至2/3時輕輕加入9Kg/支發熱劑。鋼錠在模內自然冷卻，冷卻溫度為120°C .從錠模中取出鋼錠，鋼錠的外形尺寸長1950mm，頭部寬 715 X 620mm2，尾部寬 662 X 512mm2。V鋼錠均熱將鋼錠在加熱爐加熱到1200°C。VI初軋機開坯軋制采用IOOOmm初軋機，初軋溫度1050°C，終軋溫度850°C，軋制成外形尺寸長 6000mm,寬230mm，厚230mm的鋼β。軋制時嚴格控制鋼坯規格尺寸及外形。VII鋼坯冷卻將熱軋后的鋼坯采用堆冷，自然冷卻到室溫。冷卻后的鋼坯[H]含量為1. OPPm ；VIII鋼坯精整將冷卻后的鋼坯經砂輪機修磨，確保鋼坯表面無裂紋缺陷。IX熱處理a 淬火從鋼坯上切取毛坯試樣(Φ 25mm)，在加熱爐內加熱，將試樣加熱到850 900°C保 溫30 40分鐘，將試樣取出爐在機油內冷卻進行淬火處理。b調質處理將淬火后的試樣在加熱爐內加熱，將鋼坯加熱到620 650°C保溫30分鐘，取出試 樣在空氣中自然冷卻到室溫。X力學性能測試將毛坯試樣(淬火前在鋼壞上切取的毛坯試樣)加工成拉伸試棒和沖擊功試樣進行力學性能測試(試樣材料是經過淬火和調質后的)。本實施例的抗拉強度Rm達到 1160Mpa，延伸率達到18%，沖擊功AKu達到110J.注本申請文件的EBT即偏心底出鋼法，簡稱“EBT”，LF精煉指鋼包精煉爐法。
權利要求
一種氣瓶鋼，它的成分的質量百分配比為C0.32～0.36％ Si0.20～0.35％Mn0.70～0.90％Ti0.01～0.03％ Cr0.90～1.10％Mo0.40～0.50％P≤0.015％ S≤0.010％O0.0020％其余為Fe與不可避免的雜質。
2.權利要求1所述的氣瓶鋼的制造方法，它包括下述依次的步驟IEBT電爐冶煉在EBT電爐中，加入P、S與C的質量百分配比達下述要求的預處理鐵水 P 0. 05 0. 07% S 0. 05 0. 08% C 3. 8 4. 2% 要求泡沫渣埋弧操作，以減少鋼液吸氣； 鋼水的C與P的質量百分配比達下述要求時出爐 C 0.12% 0.20% P 0. 001% 0. 013% ；IILF精煉進LF爐前喂Al線，喂入量為2 3m/噸鋼；測得鋼水溫度1560°C 士 10°C時再造弱電石 渣進行還原，還原10士2分鐘取樣全分析、測溫；根據成份分析結果按內控要求加入鉻鐵、 鉬鐵、錳鐵合金微調鋼液成份，使鋼水中的成分的質量百分配比達到內控要求；鋼水溫度達 至Ij T = 1630°C 1650°C，出LF工序，吊鋼包進VD工序；IIIVD真空脫氣將鋼包吊入真空罐進行真空脫氣，抽真空時間28士2min，確保[H] ( 1. 5ppm ；抽真空結 束，破真空后喂Al線，喂入量為1 2m/噸鋼，喂Si-Ca線，喂入量為2 3m/噸鋼；軟攪拌 時間10士2分鐘，鋼水溫度1560士5°C ； IV澆注將鋼包送到澆注工序進行模鑄成鋼錠，采用復合渣保護澆注，氬封保護澆注，要求氬封 圈通氣孔暢通，連接處不漏氣；帽口澆注至300 400mm時加入發熱劑，加入量6 9Kg/支， 鋼錠在模內自然冷卻，冷卻溫度不高于120°C，從錠模中取出鋼錠； V鋼錠均熱將鋼錠在加熱爐加熱到1200士20°C ； VI初軋機開坯初軋溫度1050 士 20 V，終軋溫度850 士 20°C，軋制成外形尺寸長6000 士 500mm，寬 230 士 4mm，厚 230 士 4mm 的鋼坯； VII鋼坯冷卻將熱軋后的鋼坯采用堆冷，自然冷卻到室溫，冷卻后的鋼坯[H]彡1. SPPm ； VIII鋼坯精整將冷卻后的鋼坯經砂輪機修磨，確保鋼坯表面無裂紋缺陷。
3.根據權利要求2所述的氣瓶鋼的制造方法，其特征是在鋼坯精整后，進行毛坯試樣 熱處理與力學性能測試毛坯試樣熱處理 a淬火從鋼坯上切取毛坯試樣，在加熱爐內加熱，將試樣加熱到850-900°C保溫30 40分鐘，將試樣取出爐在機油內冷卻進行淬火處理； b回火處理將淬火后的試樣在加熱爐內加熱，將鋼坯加熱到600 650°C保溫30 40分鐘，取出試樣在空氣中自然冷卻到室溫； 力學性能測試將毛坯試樣加工成拉伸和沖擊試樣，進行力學性能測試。
全文摘要
本發明涉及一種氣瓶鋼及其制造方法，氣瓶鋼的成分為P≤0.015C0.32～0.36％ Si0.20～0.35％ Mn0.70～0.90％ Ti0.01～0.03％ Cr0.90～1.10％ Mo0.40～0.50％ S≤0.010 O0.0020其余為Fe。制造方法包括下述步驟I在EBT電爐中冶煉預處理鐵水II進LF爐前喂Al線，精煉時造弱電石渣進行還原，根據成份要求微調鋼液成份；III VD真空脫氣將鋼包吊入真空罐進行真空脫氣，并喂Al線、喂Si-Ca線；IV澆注成鋼錠；V將鋼錠加熱到1200±20℃；VI軋制成鋼坯；VII將鋼坯堆冷到室溫；VIII鋼坯精整將鋼坯修磨，確保鋼坯表面無裂紋缺陷。用本發明制的氣瓶鋼，抗拉強度Rm達1120～1250MPa，并且斷后延伸率A達14～18％。
文檔編號C21C7/00GK101818309SQ201010154428
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者孟傳峰, 田義 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司