一種珠光體片層間距小于150nm的高強橋索鋼及生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種橋梁用鋼及生產方法，具體地屬于一種珠光體片層間距小于 150nm的高強橋索鋼及生產方法。
【背景技術】
[0002] 隨著橋梁的發展，其大跨度橋梁一般首選的橋型為斜拉橋、懸索橋等。索承式橋梁 的發展，對橋梁纜索用關鍵原材料一一鍍鋅鋼絲，提出了更高的性能要求，即在強度級別要 求不斷提高，其他力學性能要滿足條件的原則下，還要節約材料用量，以降低生產成本。然 而，強度級別的提高，其對韌性、面縮等一系列指標又都會因此有顯著的降低，從而影響了 橋索鋼的綜合性能，因此，開發出一種強度顯著提高，而韌性不下降，特別是對橋索鋼使用 中不可忽視的扭轉性能不改變是尤為重要的。
[0003] 經檢索，中國專利公開號為CN201110103180. 2的文獻，公開了一種1670MPa級橋 梁纜索鍍鋅鋼絲用盤條及制備方法。其包括如下組分（wt%):基本組分C 0.79-0.84%、 Si 0? 15-1. 25 %、Mn 0? 60-0. 90 %、Cr 0? 15-0. 25 % 和 V 0? 04-0. 15 % ;可選組分 A1 0.001-0. 10%、B 0.0005-0. 0015%、Ti 0.01-0. 05%、Nb 0.01-0. 03%和 Mo 0.01-0.03% 中的任意一種或二種以上；以及Fe和雜質元素。其雖然綜合性能優良，且生產工藝簡潔易 操作，還可以充分利用廢鋼資源且不需要二次開坯，但其存在電爐煉鋼成本高，更主要是強 度性能達不到2000MPa，再由于成分中含有V的控制太寬泛，導致強度波動大，不穩定，給用 戶使用時增加操作難度，甚至無法使用。
[0004] 中國專利公開號為CN102936688A的文獻，公開了一種抗拉強度彡2000MPa的橋梁 纜索用線材及方法，其組分及重量百分比含量為：C :0. 95~1. 2%，Si :0. 1%~0. 48%，Mn : 0? 6 ~1. 0%，Cr :0? 1 ~0? 5%，V :0? 01 ~0? 05%，Cu 彡 0? 05%，A1 :0? 05 ~0? 15%，N :0? 01 ~ 0. 03%，P彡0. 025%，S彡0. 015% ;其生產步驟：冶煉并連鑄成坯；對鑄坯進行加熱；乳制；再 次加熱；高速乳制；吐絲；風冷至室溫；待用。該文獻雖然抗拉強度彡2000MPa且穩定，扭轉 值達到多15次，冷拉拔中未因鋼絲質量問題而產生斷絲現象，但其存在沒有足夠的固氮元 素，使得脆性變大而導致延伸率不合要求；金相組織中鐵素體量較多，使片層間距偏差大， 經分析，是由于其冷卻不均勻所致；再表面存在脫碳現象，影響使用。
【發明內容】
[0005] 本發明針對現有技術存在的不足，提供一種珠光體片層間距小于150nm，合金收 得率高，鋼的純凈度高，抗拉強度多2000MPa，成本相對可降低5%的珠光體片層間距小于 150nm的高強橋索鋼及生產方法。
[0006] 實現上述目的的措施： 一種珠光體片層間距小于150nm的高強橋索鋼，其化學成分按重量比為：C 0. 95~ 1. 0%、Si 0? 8 ~1. 0%、Mn 0? 3 ~0? 6%、P 3 0? 025%、S 3 0? 025%、V 0? 030 ~0? 045%、Als 0? 025 ~0? 035%、Ti 0? 010 ~0? 03%、Cr 0? 2 ~0? 4%、Ni 0? 2 ~0? 3%、Nb 0? 02 ~0? 03%、 N 0. 007~0. 010%，其余為Fe及雜質元素。
[0007] -種珠光體片層間距小于150nm的高強橋索鋼的生產方法，其步驟： 1) 鐵水脫硫并轉爐頂底吹煉，其中，控制轉爐終點C在0. 09~0. 15% ;出鋼溫度在 1650~1670°C;出鋼時間3~9min，擋渣出鋼；隨鋼流常規加入合金，C、Si、Mn、V、Nb、Cr、 Ti和Ni成分按內控范圍的下限控制； 2) 氬站吹氬，吹到3 min結束時，按照180~250m/噸鋼喂入鋁線； 3) 進行LF精煉，控制其加熱時間在55~65min，并全程吹氬； 4) 進行RH處理，控制真空度在lOOPa以下的時間不低于8分鐘； 5) 出鋼并連鑄，其中，控制鋼水過熱度在15~25°C;在液芯壓下及電磁攪拌、拉坯速度 在0. 3~0. 5m/min下，連鑄成尺寸在380*420mm的方還； 6) 進行開還，開還后的尺寸在150*150mm~180*180mm方還； 7) 對開后坯進行加熱，控制均熱段溫度在1290~1310°C，鋼坯在爐時間為280~ 300min ;并使爐壓保持爐內壓力26-28Pa，爐內氣氛保持為02< 1%，C0 < 3%的弱還原性氣 氛； 8) 進行乳制，控制其粗乳開乳溫度在1190~1210°C ; 9) 空冷至室溫； 10) 進行第二次加熱，加熱溫度在940~980°C，均熱段溫度在1010~1050°C，在爐時 間120~150min ;并控制上下端面溫差彡30°C ; 11) 進行高速乳制，控制其粗乳開乳溫度在970~1000°C，精乳入口溫度在760~ 800。。； 12) 進行減定徑乳制，控制入口溫度在780~820 °C ; 13) 進行吐絲，控制吐絲溫度在785~810°C ;規格未〇 11~14mm ; 14) 進行斯太爾摩冷卻，控制輯道速度在30~63 m/min ; 15) 在保溫蓋全打開狀態下，風冷至室溫。
[0008] 本發明由于通過對煉鋼過程進行的控制，使合金有高的收得率以及鋼質的高純凈 度；再配以合適的液芯壓下技術，以降低鋼坯的偏析；比現有技術適當延長了方坯的加熱 時間在10-15min，其有利于合金元素充分的溶解和擴散；乳鋼時采用強力變形，即在乳制 過程中，在相同壓縮率下，減少乳制道次，使開乳溫度以及吐絲溫度降低；通過V元素的固 溶強化和析出強化效果以及Ti的細化晶粒強化，得到良好的綜合性能。
[0009] 本發明與現有技術相比，珠光體片層間距小于150nm，合金收得率高，鋼的純凈度 高，抗拉強度彡2000MPa，并在不影響延伸率的情況下，最終可提高抗拉強度15%。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明鋼種的微觀組織圖； 圖2為圖1的放大后層間的間距狀況圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面對本發明予以詳細描述： 表1為本發明各實施例及對比例的化學組分及取值列表； 表2為本發明各實施例及對比例的主要工藝參數取值列表； 表3為本發明各實施例及對比例的性能及結果情況列表。
[0012] 本發明各實施例按照以下步驟生產： 1) 鐵水脫硫并轉爐頂底吹煉，其中，控制轉爐終點C在0. 09~0. 15% ;出鋼溫度在 1650~1670°C;出鋼時間3~9min，擋渣出鋼；隨鋼流常規加入合金，C、Si、Mn、V、Nb、Cr、 Ti和Ni成分按內控范圍的下限控制； 2) 氬站吹氬，吹到3 min結束時，按照180~250m/噸鋼喂入鋁線； 3) 進行LF精煉，控制其加熱時間在55~65min，并全程吹氬； 4) 進行RH處理，控制真空度在lOOPa以下的時間不低于8分鐘； 5) 出鋼并連鑄，其中，控制鋼水過熱度在15~25°C;在液芯壓下及電磁攪拌、拉坯速度 在0. 3~0. 5m/min下，連鑄成尺寸在380*420mm的方還； 6) 進行開還，開還后的尺寸在150*150mm~180*180mm方還； 7) 對開后坯進行加熱，控制均熱段溫度在1290~1310°C，鋼坯在爐時間為280~ 300min ;并使爐壓保持爐內壓力26-28Pa，爐內氣氛保持為02< 1%、C0 < 3%的弱還原性氣 氛； 8) 進行乳制，控制其粗乳開乳溫度在1190~1210°C ; 9) 空冷至室溫； 10) 進行第二次加熱，加熱溫度在940~980°C，均熱段溫度在1010~1050°C，在爐時 間120~150min ;并控制上下端面溫差彡30°C ; 11) 進行高速乳制，控制其粗乳開乳溫度在970~1000°C，精乳入口溫度在760~ 800。。； 12) 進行減定徑乳制，控制入口溫度在780~820 °C ; 13) 進行吐絲，控制吐絲溫度在785~810°C ;規格未〇 11~14mm ; 14) 進行斯太爾摩冷卻，控制輯道速度在30~63 m/min ; 15) 在保溫蓋全打開狀態下，風冷至室溫。
[0013] 表1本發明各實施例及對比例的成分取值列表（wt%)
表2本發明各實施例及對比例的主要工藝參數列表
從表3可以看出，本發明生產的橋索鋼線材抗拉強度普遍比對比例高，珠光體片層間 距也更細小，做成的鋼絲強度高，同時關鍵性能一扭轉性能更好。
[0014] 本【具體實施方式】僅為最佳例舉，并非對本發明技術方案的限制性實施。
【主權項】
1. 一種珠光體片層間距小于150nm的高強橋索鋼，其化學成分按重量比為：C 0. 95~ L 0%、Si 0? 8 ~L 0%、Mn 0? 3 ~0? 6%、P 3 0? 025%、S 3 0? 025%、V 0? 030 ~0? 045%、Als 0? 025 ~0? 035%、Ti 0? 010 ~0? 03%、Cr 0? 2 ~0? 4%、Ni 0? 2 ~0? 3%、Nb 0? 02 ~0? 03%、 N 0. 007~0. 010%，其余為Fe及雜質元素。2. -種珠光體片層間距小于150nm的高強橋索鋼的生產方法，其步驟： 1) 鐵水脫硫并轉爐頂底吹煉，其中，控制轉爐終點C在0. 09~0. 15% ;出鋼溫度在 1650~1670°C;出鋼時間3~9min，擋渣出鋼；隨鋼流常規加入合金，C、Si、Mn、V、Nb、Cr、 Ti和Ni成分按內控范圍的下限控制； 2) 氬站吹氬，吹到3 min結束時，按照180~250m/噸鋼喂入鋁線； 3) 進行LF精煉，控制其加熱時間在55~65min，并全程吹氬； 4) 進行RH處理，控制真空度在IOOPa以下的時間不低于8分鐘； 5) 出鋼并連鑄，其中，控制鋼水過熱度在15~25°C;在液芯壓下及電磁攪拌、拉坯速度 在0. 3~0. 5m/min下，連鑄成尺寸在380*420mm的方還； 6) 進行開還，開還后的尺寸在150*150mm~180*180mm方還； 7) 對開后坯進行加熱，控制均熱段溫度在1290~1310°C，鋼坯在爐時間為280~ 300min ;并使爐壓保持爐內壓力26-28Pa，爐內氣氛保持為02< 1%，CO < 3%的弱還原性氣 氛； 8) 進行乳制，控制其粗乳開乳溫度在1190~1210°C ; 9) 空冷至室溫； 10) 進行第二次加熱，加熱溫度在940~980°C，均熱段溫度在1010~1050°C，在爐時 間120~150min ;并控制上下端面溫差彡30°C ; 11) 進行高速乳制，控制其粗乳開乳溫度在970~1000°C，精乳入口溫度在760~ 800 0C ； 12) 進行減定徑乳制，控制入口溫度在780~820 °C ; 13) 進行吐絲，控制吐絲溫度在785~810°C ;規格未? 11~14mm ; 14) 進行斯太爾摩冷卻，控制輯道速度在30~63 m/min ; 15) 在保溫蓋全打開狀態下，風冷至室溫。
【專利摘要】一種珠光體片層間距小于150nm的高強橋索鋼，其化學成分按wt%：C？0.95～1.0%、Si？0.8～1.0%、Mn？0.3～0.6%、P≦0.025%、S≦0.025%、V？0.030～0.045%、Als？0.025～0.035%、Ti？0.010～0.03%、Cr？0.2～0.4%、Ni？0.2～0.？3%、Nb？0.02～0.03%、N？0.007～0.010%；生產步驟：鐵水脫硫并轉爐冶煉；氬站吹氬；LF精煉；？RH處理；出鋼并連鑄；開坯；加熱；軋制；空冷至室溫；第二次加熱；高速軋制；減定徑軋制；吐絲；冷卻；風冷至室溫。本發明珠光體片層間距小于150nm，合金收得率高，鋼的純凈度高，抗拉強度≥2000MPa，并在不影響延伸率的情況下，最終可提高抗拉強度15%。
【IPC分類】C21D8/06, C22C38/50
【公開號】CN105112807
【申請號】CN201510643550
【發明人】徐志東, 蔣躍東, 葉途明, 桂江兵, 李媛, 任安超, 吳杰, 張帆, 丁禮權
【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年10月8日