專利名稱：一種無鉻鎳低碳低合金結構鋼的制作方法
技術領域：
本發明屬于合金結構鋼領域，適用于提供高強度、高韌性的大截面用結構件及中原鋼板。
在現有技術中低合金結構鋼領域，人們根據對鋼的性能不同要求，來設計低合金結構鋼的化學成分和工藝過程。眾所周知，低合金結構鋼的組織結構為板條狀馬氏體(即位錯馬氏體)且在板條邊界存在殘留奧氏體薄膜，其強度和韌性都很高。而大家所熟悉的4340鋼則既有位錯馬氏體，還有孿晶馬氏體，雖然其強度σb可達1980MPa，但其韌性很差，只有20J/cm2；西安交大研制的新鋼種20Si2Mn2CrNiMo，盡管也是位錯馬氏體組織，綜合性能也很好，但是鋼中總的合金元素含量(重量％)高達7％，元素組元也較多，例如Ni1.5％，Cr1.5％，合金元素含量高使鋼的生產成本加大，合金元素組元多從而使冶煉，熱加工操作都稍繁鎖，又如前蘇聯廣泛應用的18Cr3Ni4WA鋼，合金元素含量高達5％，合金元素組元多達7種，其中Ni高達4～4.5％，Cr1.35～1.65％。這種鋼不但成本高，冶煉及加工工藝稍繁鎖，而且其強度與韌性配合不好，σb為1388MPa，ak為140J/cm2。
本發明的目的在于提供一種格低廉，生產工藝簡單且具有高強度、高韌性的無鉻鎳低碳低合金結構鋼。
基于上述發明目的，本發明所設計的無鉻鎳低碳低合金結構鋼的具體化學成分(重量％)為C0.20～0.25％，Si0.40～0.60％，Mn1.80～2.30％，Mo0.30～0.50％，W0.40～0.60％，余為Fe。
根據研究結果表明低合金結構鋼的組織結構為板條狀馬氏體且在板條邊界存在殘留奧氏體薄膜，其強度和韌性都很高，基于上述原因，本發明鋼將碳含量定為0.20～0.25％，使鋼具有板條狀馬氏體組織，實驗表明，C＜0.18％，不但強度降低，淬透性也會明顯降低。本發明Mn有助于在板條狀馬氏體的板條邊界可形成殘留奧氏體薄膜，從而可提高鋼的韌性，但Mn過高雖對鋼的淬透性有利，但又會破壞其韌化作用，所以本發明Mn設計為(重量％)1.80～2.30％。實驗證明，同時使用Mo和W對鋼的綜合性能是有益的，故本發明設計Mo(重量％)為0.30～0.50％，W(重量％)為0.40～0.60％。本發明化學成分設計上的特點在于不含有Cr、Ni、CU，合金的含量小，這樣使鋼的生產成本降低，在鋼的生產中加入的合金元素的組元減少至4種，從而使生產中冶煉、熱加工、熱處理工藝操作簡單，易于掌握，同時對幾種必要的合金元素設定，保證了鋼的高強度和高韌性。
與現有的技術相比，本發明在強度、韌性配合良好的情況下，其經濟性既優于18Cr2Ni4WA，也優于208i2Mn2NiCrMo鋼，同時由于本發明合金元素組元少，總的合金元素含量低，所以冶煉、熱加工等生產工藝也較對比鋼種簡單，本發明不含Cr、Ni，使其合金元素選擇立足國內。
本發明鋼的冶煉可以采用感應爐和電爐，經鍛造或軋制后在900～920℃油淬，再于200～220℃回火水冷。由于本發明具有高的淬透性，除用于一般機械零件外，還可提供高強高、高韌性的、大截面用結構件及中厚鋼板。
實施例。
根據本發明鋼的成份范圍，我們冶煉了3批本發明鋼，其具體化學成分和冶煉方法見表1。鋼錠經鍛造軋制后，于910℃左右油淬，于210℃左右回火，其力學性能見表2。
本發明的化學成分(重量％)及冶煉工藝
權利要求
1.一種無鉻鎳低碳低合金結構鋼，其特征在于其具體化學成分(重量％)為C0.20～0.25％，Si0.40～0.60％，Mn1，80～2.30％，Mo0.30～0.50％，W0.40～0.60％，余為Fe。
全文摘要
一種無鉻鎳低碳低合金結構鋼，涉及合金結構鋼領域，適用于提供高強度、高韌性的大截面用結構件及中厚鋼板。它的具體化學成分(重量％)為C0.20～0.25％，Si0.40～0.60％，Mn1.80～2.30％，Mo0.30～0.50％，W0.40～0.60％，余為Fe。本發明合金元素含量低，合金元素組元少，具有生產成本低，生產工藝簡單，同時強度和韌性高等優點。
文檔編號C22C38/12GK1115790SQ9510429
公開日1996年1月31日 申請日期1995年5月3日 優先權日1995年5月3日
發明者唐玉琴, 董重寧, 顏振秋 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院