抗拉強度1500MPa級馬氏體熱軋寬帶鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金技術領域，具體涉及抗拉強度1500MPa級馬氏體熱軋寬帶鋼及其 生產方法。
【背景技術】
[0002] 耐磨鋼作為一種專用鋼大約始于十九世紀后半葉，目前行業內所生產挖掘機鏟刃 用鋼屬耐磨鋼領域，為能達到具有較高強度及塑性，在冶煉過程中要求得到馬氏體組織，因 此行業內對熱軋原料均采用淬火加回火的調質熱處理方式來加以獲得。
[0003] 如熱軋來料組織為馬氏體組織，將免除淬火工序，極大的節省了加工時間及加工 費用，將是挖掘機剪刃生產廠家熱切盼望的。但由于熱軋生產工藝特點，各軋制參數在一定 范圍內波動，導致對成品微觀組織控制難度加大，且其軋制完成后層流冷卻階段，暨決定最 終成品的微觀組織階段停留時間較短，因此軋制過程中找到最佳工藝控制參數，將是本發 明的重點內容。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于免除挖掘機鏟刃生產過程中一道熱處理淬火工藝，通過控軋軋 制及控制冷卻工藝，提供一種抗拉強度1500MPa級馬氏體熱軋寬帶鋼及其生產方法。
[0005] 本發明的目的之一是提供一種抗拉強度1500MPa級馬氏體熱軋寬帶鋼，所述馬 氏體熱軋寬帶鋼化學組分及重量百分比含量為：C :0. 13~0. 17%，Si :0. 40~0. 60%， Mn :1. 30 ~1. 60%，P 彡 0. 025%，S 彡 0. 020%，Nb :0. 020 ~0. 050%，Ti :0. 02 ~0. 05%，B : 0. 0010~0. 0030%，Als :0. 010~0. 060%，N彡0. 005%，余量為Fe及不可避免的雜質元素。
[0006] 本發明的另一目的在于提供一種上述抗拉強度1500MPa級馬氏體熱軋寬帶鋼的 生產方法，包括下述步驟： 1) 按照質量百分比為：C :0. 13 ~0. 17%，Si :0. 40 ~0. 60%，Mn :1. 30 ~1. 60%， P 彡 0. 025%，S 彡 0. 020%，Nb :0. 020 ~0. 050%，Ti :0. 02 ~0. 05%，B :0. 0010 ~0. 0030%， Als :0. 010~0. 060%，N < 0. 005%，余量為Fe及不可避免雜質的設定成分冶煉鋼水，鋼水經 RH真空脫氣、連鑄工序得到板坯； 2) 將板坯加熱至1240~1300°C，經過高壓水除鱗、控制軋制、控制冷卻、卷取工序得到 熱乳寬帶鋼；所述控制乳制工序包括粗乳、熱卷箱卷取、精乳。
[0007] 本發明所述粗軋經5道軋制后，出口溫度為1080~1140°C。
[0008] 本發明所述精軋采用7架軋機軋制，入口溫度1050~IlKTC，出口溫度為880~ 920。。。
[0009] 本發明所述控制冷卻包括控制冷卻速度及卷取溫度，層流冷卻速度60~80°C /S， 卷取溫度100~200 °C。
[0010] 本發明所述高壓水除鱗壓力18~22MPa。
[0011] 本發明的設計思路如下： 各合金元素的作用及機理： C: C是強化作用非常好且廉價的固溶強化元素，根據本鋼種的應用情況，主要用作挖 掘機鏟刃，一般采用焊接加工成型，因此要求材料在滿足強度要求的同時，具有良好的耐磨 性能及焊接性能，如果其含量小于0. 12%，則不能滿足材料強度的要求；如果其含量大于 0. 20%，則不能滿足材料的良好焊接性能。所以，將其含量限定在0. 13~0. 17%范圍。
[0012] Si: Si能提高鋼的淬透性，有減少奧氏體向馬氏體轉變時體積變化的作用，從而 有效控制淬火裂紋的產生；在低溫回火時能阻礙碳的擴散，延緩馬氏體分解及碳化物聚集 長大的速度，使鋼在回火時硬度下降較慢，顯著提高鋼的回火穩定性及強度。所以，將其含 量限定在0. 40~0. 60%范圍。
[0013] Mn: Mn是提高強度和韌性最有效的元素。如果其含量小于0.80%，則不能滿足材 料強度要求；但是添加多量的錳，會對產品的成分偏析產生不利影響。鑒于此，將其上限定 為1. 60%，所以，將其含量限定在1. 30~1. 60%范圍。
[0014] P :為了避免材料的焊接性能、沖壓成形性能、韌性、二次加工性能發生惡化，設定 其含量上限為0.025%。
[0015] S :S是非常有害的元素。鋼中的硫常以錳的硫化物形態存在，這種硫化物夾雜對 鋼的沖擊韌性是十分不利的，并造成性能的各向異性，因此，需將鋼中硫含量控制得越低越 好。基于對鋼板沖壓成形工藝和制造成本的考慮，擬將鋼中硫含量控制在〇. 020%以下。
[0016] Nb、Ti :有效細化晶粒、提高強度和韌性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在 于鋼中。Nb可明顯提高奧氏體未再結晶溫度，對細化晶粒有強烈的作用。Ti是碳化物形成 元素，對提高鋼的強度有明顯的作用，本發明盡量控制Nb含量為0. 020~0. 050%、Ti含量 為 0· 02 ~0· 05%。
[0017] B :鋼中加入微量B便可顯著提高鋼的淬透性能，同時鋼中形成的碳硼化合物提高 有利于提高其塑韌性。但硼含量超過一定量時，組織中產生硼相，降低材料的塑韌性，B含 量為 0· 0010 ~0· 0030%。
[0018] Als: Al是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的錯，可細化晶粒，提高沖擊韌性。 Al還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐 蝕的能力。但Al超過一定量時將影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能，因此， Als 含量為 0· 010 ~0· 060%。
[0019] N: N在鋼中以氮化物或碳氮化物的形式存在，尤其是易與鋼中鈦形成氮化鈦，對 鋼的塑性及疲勞性能產生不利影響，為此在本發明中，N含量控制< 0. 005%。
[0020] 采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1、本發明所生產的熱軋寬帶鋼屈服 強度> lOOOMPa，抗拉強度> 1500 MPa，延伸率彡10%，組織為馬氏體加微量的鐵素體及貝 氏體；2、本發明所生產的馬氏體組織抗拉強度1500MPa級用于挖掘機剪刃熱軋卷板，為下 一步調質熱處理，省略一步淬火加工工序，簡化了加工步驟，極大節省了加工時間及加工費 用。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明所生產寬帶鋼的顯微組織。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0023] 實施例1 抗拉強度1500MPa級馬氏體熱軋寬帶鋼，化學組分及重量百分比含量為：C :0. 14%，Si : 0. 46%，Mn :1. 35%，P :0. 011%，S :0. 003%，Nb :0. 020%，Ti :0. 03%，B :0. 0012%，Als :0. 017%， N :0. 0036%，余量為Fe及不可避免的雜質元素。
[0024] 生產方法包括下述步驟： 1) 按照上述設定成分冶煉鋼水，鋼水經RH真空脫氣、連鑄工序得到板坯； 2) 將板坯加熱至1265°C，經過壓力19MPa高壓水除鱗，粗軋經5道軋制后，出口溫度為 1105°C，經熱卷箱卷取，精軋采用7架軋機軋制，精軋入口