一种耐火型高强钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种耐火型高强钢及其生产方法，钢板化学成分组成及质量百分含量为C 0.3

【技术实现步骤摘要】
一种耐火型高强钢及其生产方法


[0001]本专利技术属于钢铁
，具体涉及一种耐火型高强钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]GB/T 28415
‑
2012规定，耐火钢600℃的高温屈服强度必须不低于室温标准屈服强度的2/3，以保证建筑物在高温下的安全性能。但是对于核电、军工等特殊领域，这个指标是远远不够的，它们的使用环境更加恶劣，因此要求更高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种耐火型高强钢及其生产方法，所提供的钢板抗拉强度Rm≥1000MPa，硬度在300
‑
350HB，延伸率≥14%、常温U型冲击功在80J以上，1000℃高温拉伸性能中，屈服强度≥600Mpa。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种耐火型高强钢，其化学成分组成及质量百分含量为：C 0.3
‑
0.5%，Mn 0.3
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0.6%，V 0.07
‑
0.12%，Ni 5
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6%，Cr 19
‑
21.2%，Mo 10
‑
19%,，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0005]本专利技术所述耐火型高强钢中各化学元素的作用如下：C：可提高钢板的屈服点和抗拉强度，尤其是高温时的强度指标，但也会引起塑性和冲击性降低，因此需要配合其他元素形成固溶物，然后结合合理的热处理工艺，形成大角晶界的马氏体组织，减少对韧性的影响。为保证1000℃时的高温拉伸性能，C含量不能低于0.3%，但是也不能太高、会影响焊接性，因此设计数值在0.3
‑
0.5%之间。
[0006]Mn：提高强度指标元素，使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向。同时锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度（其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量。为了减少残余奥氏体含量以及过热敏感性和回火脆性倾向，在设计成分时，有意减少Mn含量，设计数值在0.3
‑
0.6%之间。
[0007]V：由于钒与碳能够形成稳定难熔的碳化物，强化基本，使钢在较高温度时仍保持细晶组织，调节钢的淬透性，大大降低钢的过热敏感性，使得高温强度性能得以提高；且钒的碳化物是金属碳化物中最硬和最耐磨的，弥散分布的碳化物可提高工具钢的硬度和耐磨性，因此设计数值在0.07
‑
0.12%之间，过高时，组织会粗化。
[0008]Ni：镍是扩大γ相区，形成无限固溶体的元素，它是奥氏体不锈钢中的主要元素。由于镍可降低临界转变湿度和降低钢中各元素的扩散速度，因而它可以提高钢的淬透性。并且镍能细化铁素体晶粒，改善钢的低温性能。含镍量超过一定值的碳钢，其低温脆化转变温度显著降低，而低温冲击韧性显著提高，因此镍钢常用于低温材料。由于Ni属于贵金属，对于高碳型耐火钢一般设计在5
‑
6%。
[0009]Mo：钼对铁素体有固溶强化作用．同时也提高碳化物的稳定性，从而提高钢的强
度。与铬、锰等并存时，钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性；可与铁、碳形成复合的渗碳体，提高强度，增加高温耐火性；同时钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用。对于高温耐火性，Mo可以设计范围广，在10
‑
19%。
[0010]Cr：铬与碳形成多种碳化物，溶于铁素体中，缩小奥氏体相区域，减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性，即可以提高强度，且铬的碳化物熔点高，具有一定抗高温性能，对于高碳型耐火钢一般设计在19
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21.2%。
[0011]本专利技术所述耐火性高强钢的生产方法包括冶炼、加热、轧制以及热处理工序。
[0012]本专利技术所述冶炼工序，电炉生产的大包样P：≤0.010%，出钢后加入Al线400m
‑
650m，冶炼时，精炼的碱度控制在6
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8之间，精炼后期的硫含量在0.002
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0.005%之间；真空采用13+7模式，即真空吹氩13
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15min后，破坏真空加微合金进行微调，破坏真空后软吹7
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12min以上；VD吹氩气进行真空搅拌，真空总时间控制在30
‑
35min。
[0013]本专利技术所述加热工序，钢板合金含量较高，导热性比较差，加热时间在90
‑
100小时，残余氧含量≤0.5ppm；钢板轧制厚度在20
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50mm；在加热段停留时间3
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5小时，最高加热温度≤1180℃，同时应保证升温均匀平稳，钢坯在均热段停留时间10
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15小时，均热温度1140
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1160℃。
[0014]本专利技术所述轧制工序，钢板开轧温度≥1150℃，终轧温度≥980℃，多道次、小压下量快速轧制。
[0015]本专利技术所述热处理工序，钢板采用调质热处理，淬火温度：750
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800℃，1.5
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2.0min/mm，油冷；回火热处理：500
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550℃，保温5
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6小时，空冷。
[0016]本专利技术所述钢板厚度为20
‑
50mm。
[0017]本专利技术的目的在于提供一种耐火型高强钢及其生产方法，以实现核电、军工等特殊领域耐火钢板生产，其中一项力学要求1000℃高温拉伸性能，非一般领域600℃普通耐火型实验，保证特殊领域的耐火性要求；同时要求屈强比要求，使得钢板具有一定的抗震能力。在成分设计上，通过降低Mn实现残余奥氏体降低和过热敏感性、回火脆性降低；弥散分布的钒的碳化物以及Mo的复合渗碳体析出提高强度、增加高温耐火性，以实现高强度耐火板生产。钢板采用亚温调质的方式进行热处理，所得钢板强度高、延伸率高，屈强比低，有利于生产核电、军工支撑架。钢板抗拉强度Rm≥1000MPa、屈强比≤0.92，硬度在300
‑
350HB，延伸率≥14%、常温U型冲击功在80J以上，1000℃高温拉伸性能中，屈服强度≥600Mpa。
具体实施方式
[0018]下面通过具体实施例对本专利技术技术方案进行进一步详细说明。
[0019]实施例1本实施例钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C 0.3%、Mn 0.3%、V 0.070%，Ni 5.1%，Cr 19.0%，Mo 10%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；本实施例钢板的生产方法包括冶炼加热、轧制以及热处理工序，具体如下：电炉生产的大包样P：0.010%，出钢后加入Al线400m，冶炼时，精炼的碱度控制在6，精炼后期的硫含量在0.005%。真空采用13+7模式，即真空吹氩13min后，破坏真空加微合金进行微调，破坏真空后软吹7min。VD吹氩气进行真空搅拌，真空总时间控制在30min。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种耐火型高强钢，其特征在于：所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C 0.3
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0.5%、Mn 0.3
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0.6%，V 0.07
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0.12%，Ni 5
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6%，Cr 19
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21.2%，Mo 10
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19%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.如权利要求1所述耐火性高强钢的生产方法，其特征在于，包括冶炼、加热、轧制以及热处理工序；其中所述热处理工序采用调质方式，淬火温度：750
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800℃，1.5
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2.0min/mm，油冷；回火温度：500
‑
550℃，保温5
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6小时，空冷。3.根据权利要求2所述的耐火型高强钢的生产方法，其特征在于：所述冶炼工序，大包样P≤0.010%，出钢后加入Al线400m
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650m；真空采用13+7模式，即真空吹氩13
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15min，破坏真空加微合金进行微调，破坏真空后软吹7
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，赵国昌，龙杰，庞辉勇，刘生，付冬阳，师帅，张晓华，郭大山，张西忠，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：