稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼及生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，包括：冶煉、LF精煉、RH真空脫氣、連鑄、軋制、熱處理。本發明還公開了一種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼。本發明通過合理的化學成分設計，采取上述制造工藝，獲得一種顯微組織為回火索氏體的稀土處理的防爆高強度鋼板，具備抵御8KG TNT炸藥的爆炸能力，能夠滿足防爆使用要求，應用效果較好。
【專利說明】
稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼及生產方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種高強度結構用調質鋼板技術，具體說，涉及一種稀土處理屈服強 度700MPa級防爆高強鋼及生產方法。
【背景技術】
[0002] 面對國際反恐防爆日趨嚴峻形勢，國際市場對非戰爭用途的防雷特種車輛的需求 顯著增加，美國、英國、南非等國家正在積極研發防雷反伏擊特種戰術車，由于其具有高防 護性、高機動性和底部防雷等優點，可廣泛用于警用巡邏、人員運輸。
[0003] 在整車的防爆設計方面，車廂底板要求具有抵御地雷及簡易爆炸裝置的能力，用 于保護車內人員安全及車輛底部傳動裝置穩定運行，因此對車廂防護用底板提出其應具有 防爆性能強、各向異性小、強塑積高、沖擊韌性好等優良的綜合性能。
[0004] 中國公開號CN 1022300580185A公開了"一種屈服強度690MPa級低合金高強鋼的 熱處理工藝"，研究通過提高升溫速度和在較高的奧氏體化溫度下進行短時保溫，在保證鋼 力學性能的同時，縮短了熱處理加熱和保溫時間，有利于節能和提高產能。
[0005] 中國公開號CN 104532159A公開了"一種屈服強度700MPa級調質高強鋼及其生產 方法"，研究通過采用調質工藝生產，保證不同厚度性能均勻性。
[0006] 中國公開號CN 104947000A公開了"屈服強度700MPa級高強鋼及TMCP制造方法"， 研究通過采用TMCP工藝生產高強鋼，性能指標穩定，完全可以滿足高強鋼性能要求，并具有 良好的強度、塑性、韌性及焊接性能。
[0007]但是尚強鋼并不具備防爆性能。
【發明內容】
[0008] 本發明所解決的技術問題是提供一種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼及 生產方法，能夠滿足防爆使用要求，應用效果較好。
[0009] 技術方案如下：
[0010] 一種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼，化學成分按重量百分比包括C:0.10 ~0.16%、Si :0.15~0.30%、Mn:0.8~1.4%、P:<0.012%、S :<0.002%、Cr:0.15~ 0.35%、Ti:0.008~0.018%、B:0.0008~0.0020%、Mo :0.10~0.30%、Ce:<0.0015、Als: 0.025 ~0.04%、碳當量 CEV:0.39 ~0.46%。
[0011] 進一步：包括C 0.13%、Si :0.20%、Mn: 1.4%、Ρ:0·009%、S:0.001 %、Cr :0.30%、 Ti:0.010%、B:0.0015%、Mo:0.25%、Ce :(h0015。
[0012] -種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，包括:冶煉、LF精煉、RH 真空脫氣、連鑄、乳制、熱處理；其中，冶煉用鐵水經脫硫預處理，S含量<0.005%，加入廢 鋼，轉爐終點一次命中或補吹次數不超過一次，拉碳溫度范圍多1640°C，終點[C] <0.10 %， [P]彡0.010% ;RH真空處理時，真空處理時間15~25min，真空處理時添加稀土Ce-Fe合金， 合金加入前測溫定氧，要求活度氧<5ppm，真空處理結束后進行軟吹氬氣，軟吹時間大于 15min;板坯出爐溫度為1200 ± 20°C，乳制采用二階段乳制，粗乳開乳溫度多1100 °C，精乳終 乳溫度820~870°C ;熱處理過程中，淬火溫度920 ± 10°C，保溫時間15~25min;回火溫度600 ± 10°C，保溫時間25~35min;成品鋼板化學成分按重量百分比包括C: 0.10~0.16%、Si : 0.15~0.30%、Mn:0.8~1.4%、P:<0.012%、S:<0.002%、Cr :0.15~0.35%、Ti:0.008~ 0.018%、8:0.0008~0.0020%、]?〇:0.10~0.30%、。6:彡0.0015、厶18 :0.025~0.04%、碳當 量 CEV:0.39 ~0.46%。
[0013]進一步:連鑄全程采用保護澆注，投入電磁攪拌、輕壓下，過熱度控制在15~35°C， 拉速0 · 8~1 · 2m/min，中間包分別取0、N樣，結晶器取Η樣，其中[0]彡30ppm，[N]彡50ppm，[Η] <1 · 5ppm〇
[0014]進一步：板坯的加熱爐出爐溫度為1210 °C，粗乳開乳溫度1150 °C，精乳終乳溫度 845°C，中間坯厚度為3倍成品厚度;淬火溫度923°C，保溫時間20min;回火溫度605°C，保溫 時間30min，空冷。
[0015] 進一步:板坯的加熱爐出爐溫度為1205°C，加熱后及時乳制，粗乳開乳溫度彡1160 °C，精乳終乳溫度835°C，中間坯厚度為3倍成品厚度;淬火溫度912°C，保溫時間20min;回火 溫度590 °C，保溫時間30min，空冷。
[0016] 進一步:還包括防爆試驗步驟，要求爆炸件護罩整體及折彎線均不產生裂紋。
[0017] 與現有技術相比，本發明技術效果包括：
[0018] 1、本發明通過合理的化學成分設計，采取上述制造工藝，獲得一種顯微組織為回 火索氏體的稀土處理的防爆高強度鋼板，具備抵御8KG TNT炸藥的爆炸能力，能夠滿足防爆 使用要求，應用效果較好。
[0019] 2、本發明中防爆鋼板具有良好的強韌性匹配和優越的防爆性能，力學性能滿足標 準要求，并成功應用到X輕型戰術車，具有廣闊的市場前景及潛在的經濟效益和社會效益。
[0020] 批量供貨后含稅完全成本為4130元/噸，目前含稅結算價格為11500元/噸，含稅噸 鋼效益為7370元，累計產量125.9噸，累計銷量115噸，產生的經濟效益為84.6萬元。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本發明實施例2的防爆鋼板20μπι下的金相組織圖；
[0022]圖2是本發明實施例2的防爆鋼板ΙΟμπι下的金相組織圖；
[0023]圖3是本發明中1#爆炸件延棱線1的變形量統計圖；
[0024]圖4是本發明中1#爆炸件延棱線2的變形量統計圖；
[0025]圖5是本發明中1#爆炸件延棱線3的變形量統計圖；
[0026] 圖6是本發明中2#爆炸件延棱線1的變形量統計圖；
[0027] 圖7是本發明中2#爆炸件延棱線2的變形量統計圖；
[0028]圖8是本發明中2#爆炸件延棱線3的變形量統計圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合本發明優選實施 例，對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞 動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0030] 稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，步驟如下：
[0031]步驟1:冶煉；
[0032] 冶煉用鐵水經脫硫預處理，S含量<0.005%，加入自產優質廢鋼，轉爐終點一次命 中或補吹次數不超過一次，拉碳溫度范圍彡1640°C，終點[C]<0.10%，[P]<0.010%。
[0033] 步驟2: LF精煉；
[0034]經LF精煉加熱、成分微調、合金化，保證鋼水成份、溫度滿足后續工序需要。
[0035]步驟3: RH真空脫氣；
[0036] RH(RH真空循環脫氣精煉法)真空處理時，真空處理時間15~25min，真空處理時添 加稀土 Ce-Fe合金，合金加入前測溫定氧，要求活度氧<5ppm。真空處理結束后進行軟吹氬 氣，軟吹時間大于15min。以確保夾雜充分上浮。
[0037] 步驟4:連鑄；
[0038]連鑄全程采用保護澆注，投入電磁攪拌、輕壓下，過熱度控制在15~35°C，拉速0.8 ~1.2m/min，中間包分別取0、N樣，結晶器取Η樣，其中[0]彡30ppm，[N]彡50ppm，[H]彡 1.5ppm〇
[0039] 步驟5:乳制；
[0040] 板坯出爐溫度為1200 ± 20°C。采用二階段乳制，粗乳開乳溫度多1100°C。精乳終乳 溫度820~870 °C，乳后無需控冷。
[0041 ] 步驟6:熱處理工藝。
[0042] 淬火工藝:淬火溫度920 ± 10 °C，保溫時間15~25min;
[0043] 回火工藝：回火溫度600±10°C，保溫時間25~35min。
[0044] 成品防爆鋼板的化學成分按重量百分比包括：C:0.10~0.16%、Si:0.15~ 0.30%、Μη:0·8~1.4%、P:彡0.012%、S:彡0.002%、Cr:0.15~0.35%、Ti :0.008~ 0.018%、B:0.0008~0.0020%、Mo:0.10~0.30%、Ce :<0.0015、Als:0.025~0.04%、CEV (碳當量，公式：CEV ( % )= C+Mn/6+ (Cr+Mo+V )/5+(Ni+Cu )/15):0.39 ~0.46%。
[0045] 稀土的加入在減小鋼板各向異性、提高強塑積、改善低溫沖擊韌性及防爆性能等 方面作用顯著，因此通過添加稀土制造高強度防爆用鋼板具有技術創新性及領先性，產品 命名為BT700E，命名原則:BT代表包鋼特色，700代表屈服強度700MPa，E代表質量等級要求-40 °C進行沖擊試驗。
[0046] 實施例1
[0047]板坯的加熱爐出爐溫度為1210°C，采用二階段乳制，粗乳開乳溫度1150°C。精乳終 乳溫度845°C，乳后無需控冷，中間坯厚度為3倍成品厚度。淬火工藝：淬火溫度923°C，保溫 時間20min;回火工藝：回火溫度605°C，保溫時間30min，空冷。最后即可得到防爆鋼板。 [0048] 實施案例2
[0049] 板坯的加熱爐出爐溫度為1205 °C，加熱后及時乳制。采用二階段乳制，粗乳開乳溫 度多1160°C。精乳終乳溫度835°C，薄規格無需控冷，中間坯厚度為3倍成品厚度。淬火工藝： 淬火溫度912°C，保溫時間20min;回火工藝：回火溫度590°C，保溫時間30min，空冷。最后即 可得到防爆鋼板。
[0050]如圖1所示，是本發明實施例2的防爆鋼板20μπι下的金相組織圖；如圖2所示，是本 發明實施例2的防爆鋼板1 ΟμL?下的金相組織圖。
[0051] 如圖所示。可以看出該鋼板的微觀組織為回火馬氏體+碳化物。細小碳化物彌散分 布在大小均勻的等軸馬氏體基體上，使得鋼板具有良好的強韌性。
[0052] 實施例1、實施例2中防爆鋼板的化學成分重量百分比見表1。
[0053] 表1板卷化學成分(wt% )
[0055] 表2為本發明實施案例1~2對應的防爆鋼板的力學性能。[0056]
[0057]為檢驗BT700E鋼板防爆性能，結合X防雷車底板防護性能指標要求，開展高強鋼防 雷底板防爆炸試驗工作。
[0058] 本發明中，高強鋼防爆試驗如下所示：
[0059] 為考核驗證高強度鋼能否滿足特種防雷車底板防護性指標要求，進行了模擬爆炸 件防雷爆炸試驗。
[0060] (1)高強度鋼模擬爆炸件尺寸參數見表1。
[0061 ] 表1爆炸件尺寸參數mm
[0063] (2)爆炸條件
[0064] 8kg TNT炸藥，直徑34cm，埋深5cm。
[0065] (3)試驗結果
[0066]由于條件相同，1#、2#爆炸件爆炸結果相近，護罩底部均產生較大凹變形，1#、2#爆 炸件護罩整體及折彎線均未產生裂紋，滿足特種防雷車底盤防8kg TNT級炸藥防護性要求。
[0067] 如圖3所示，是本發明中1#爆炸件延棱線1的變形量統計圖；如圖4所示，是本發明 中1#爆炸件延棱線2的變形量統計圖；如圖5所示，是本發明中1#爆炸件延棱線3的變形量統 計圖。
[0068] 3條棱線的變形量分別為24mm、21.5mm、18mm，爆炸件護罩整體及折彎線均未產生 裂紋，滿足特種防雷車底盤防8kg TNT級炸藥防護性要求。
[0069]如圖6所示，是本發明中2#爆炸件延棱線1的變形量統計圖；如圖7所示，是本發明 中2#爆炸件延棱線2的變形量統計圖；如圖8所示，是本發明中2#爆炸件延棱線3的變形量統 計圖。
[0070] 3條棱線的變形量分別為20mm、18mm、18mm，爆炸件護罩整體及折彎線均未產生裂 紋，滿足特種防雷車底盤防8kg TNT級炸藥防護性要求。
[0071]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員 可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1. 一種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼，其特征在于：化學成分按重量百分比 包括 C:0.10~0.16%、Si:0.15~0.30%、Mn:0.8~1.4%、P:<0.012%、S :<0.002%、Cr: 0.15~0.35%、Ti:0.008~0.018%、B:0.0008~0.0020%、Mo:0.10~0.30%、Ce:< 0·0015、Als:0·025~0·04%、碳當量CEV:0·39~0·46%。2. 如權利要求1所述稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼，其特征在于：包括C 0.13% ^ Si :0.20% ^Mn： 1.4% :0.009% :0.001 % ^Cr ：0.30 % ^Ti :0.010 % ^B： 0.0015%、Mo:0.25%、Ce:0.0015。3. -種稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，包括：冶煉、LF精煉、RH真 空脫氣、連鑄、乳制、熱處理;其中，冶煉用鐵水經脫硫預處理，S含量<0.005%，加入廢鋼， 轉爐終點一次命中或補吹次數不超過一次，拉碳溫度范圍彡1640°C，終點[C] <0.10%，[P] 彡0.010%;冊真空處理時，真空處理時間15~2511^11，真空處理時添加稀土〇646合金，合金 加入前測溫定氧，要求活度氧<5ppm，真空處理結束后進行軟吹氬氣，軟吹時間大于15min; 板坯出爐溫度為1200 ± 20°C，乳制采用二階段乳制，粗乳開乳溫度多1100°C，精乳終乳溫度 820~870°C ;熱處理過程中，淬火溫度920± 10°C，保溫時間15~25min;回火溫度600± 10 °C，保溫時間25~35min;成品鋼板化學成分按重量百分比包括C:0.10~0.16%、Si :0.15~ 0.30%、Μη:0·8~1.4%、P:彡0.012%、S:彡0.002%、Cr:0.15~0.35%、Ti :0.008~ 0.018%、8:0.0008~0.0020%、]?〇:0.10~0.30%、。6 :彡0.0015、厶18:0.025~0.04%、碳當 量 CEV:0.39 ~0.46%。4. 如權利要求3所述稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，其特征在于： 連鑄全程采用保護澆注，投入電磁攪拌、輕壓下，過熱度控制在15~35°C，拉速0.8~1.2m/ min，中間包分別取0、N樣，結晶器取Η樣，其中[0]彡30ppm，[N]彡50ppm，[H]彡1.5ppm。5. 如權利要求3或者4所述稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，其特征 在于：包括C 0· 13%、Si:0.20%、Mn: 1.4%、P:0.009%、S:0.001%、Cr:0.30%、Ti: 0.010%、B:0.0015%、Mo:0.25%、Ce:0.0015。6. 如權利要求3或者4所述稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，其特征 在于:板坯的加熱爐出爐溫度為1210°C，粗乳開乳溫度1150°C，精乳終乳溫度845°C，中間坯 厚度為3倍成品厚度;淬火溫度923°C，保溫時間20min;回火溫度605°C，保溫時間30min，空 冷。7. 如權利要求3或者4所述稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，其特征 在于:板坯的加熱爐出爐溫度為1205°C，加熱后及時乳制，粗乳開乳溫度多1160°C，精乳終 乳溫度835°C，中間坯厚度為3倍成品厚度;淬火溫度912°C，保溫時間20min;回火溫度590 °C，保溫時間30min，空冷。8. 如權利要求3或者4所述稀土處理屈服強度700MPa級防爆高強鋼的生產方法，其特征 在于:還包括防爆試驗步驟，要求爆炸件護罩整體及折彎線均不產生裂紋。
【文檔編號】C22C38/02GK105970097SQ201610582894
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月21日
【發明人】袁曉鳴, 王雪蓮, 袁媛, 盧曉禹, 王少炳
【申請人】內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司