超低碳貝氏體鋼.doc

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1、發(fā)明人侯華興;譚佃龍;王道遠(yuǎn);張萬(wàn)山;郭曉波;;張鵬遠(yuǎn);沙孝春;劉仁東;趙林;;叢津功地址114001遼寧省鞍山市鐵東區(qū)南勝利路31號(hào)概述本發(fā)明公開(kāi)了一種超低碳貝氏體鋼及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分含量(Wt％)為：C0.01％～0.05％，Si0.05％～0.5％，Mn1.0％～2.2％，Nb0.015％～0.070％，Ti0.005％～0.03％，B0.0005％～0.005％，Al0.015％～0.07％，Mo0.0％～0.5％，Cu0.0％～1.8％，Ni0.0％～1.0％，Cr0.0％～0.70％。其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素，采用合理的控軋控冷生產(chǎn)工藝，從而實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度級(jí)別

2、的超低碳貝氏體鋼；該鋼種韌脆轉(zhuǎn)變溫度在-80℃以下，冷彎成型性能優(yōu)良，工藝簡(jiǎn)單、成本低，強(qiáng)度系列化。可以廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、采挖機(jī)械、重型汽車、管線、容器、舟橋、船舶、集裝箱及海洋設(shè)施等領(lǐng)域。要害點(diǎn)1.一種超低碳貝氏體鋼，其特征在于：合金成分以Mn、Mo、Cu、Nb、Ti、B為主，以Cr、Ni、Al為輔，其含量(Wt％)為：C0.01％～0.05％，Si0.05％～0.5％，Mn1.0％～2.2％，Nb0.015％～0.070％，Ti0.005％～0.03％，B0.0005％～0.005％，Al0.015％～0.07％，Mo0.0％～0.5％，Cu0.0％～1.8％，Ni0.0％～

3、1.0％，Cr0.0％～0.70％。其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。低碳貝氏體鋼的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景陳忠偉1，張玉柱2，楊林浩2(1?????西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710072；2　邯鄲鋼鐵集團(tuán)公司技術(shù)中心，邯鄲0560.5)?摘?要：綜述了低碳貝氏體鋼的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出低碳貝氏體鋼性能優(yōu)良且成本低廉。并結(jié)合低碳貝氏體鋼的市場(chǎng)需求和邯鋼品種鋼的研發(fā)方向，展望了低碳貝氏體鋼的發(fā)展前景，提出低碳貝氏體鋼產(chǎn)品品種的開(kāi)發(fā)及其控軋控冷工藝的研制是其研究方向。關(guān)鍵詞：低碳貝氏體鋼　貝氏體組織　控軋控冷?　?工程機(jī)械制造、架設(shè)橋梁、造船、車輛制造、航空等領(lǐng)域廣泛地使用著各種

4、規(guī)格的鋼板。由于服役條件及焊接工藝的限制，這類用途的鋼板不僅要求材料具有足夠的強(qiáng)度和塑性，而且還要求具備一定的低溫韌性和優(yōu)良的焊接性能，以適應(yīng)野外作業(yè)和制造工藝的要求[1]。堅(jiān)持科學(xué)的發(fā)展觀，從資源和成本核算考慮，用戶普遍要求使用高性能、低成本的金屬材料。低碳貝氏體鋼正是為滿足這一需求而研發(fā)的，已廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、車輛、水輪機(jī)殼體、艦船、飛機(jī)構(gòu)件及其它緊固件、軸類件等方面，超高強(qiáng)度的低碳貝氏體鋼還將滿足這些構(gòu)件的減重要求。20世紀(jì)20年代末，Robertson首次在鋼中發(fā)現(xiàn)后來(lái)被命名為貝氏體的中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物[2]。后來(lái)研究人員又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了上貝氏體、下貝氏體、粒狀貝氏體、無(wú)碳化物

5、貝氏體、柱狀貝氏體、反常貝氏體、塊狀貝氏體、低碳低合金貝氏體、準(zhǔn)貝氏體等組織形態(tài)，形成了比較完整的貝氏體相變理論。近幾十年來(lái)，貝氏體理論的應(yīng)用研究取得了重大進(jìn)展，貝氏體鋼的研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視，在工業(yè)生產(chǎn)中也得到了廣泛應(yīng)用。1　低碳貝氏體鋼低碳貝氏體鋼是以鉬鋼或鉬硼鋼為基礎(chǔ)，同時(shí)加入錳、鉻、鎳以及其他微合金化元素(鈮、鈦、釩)，從而開(kāi)發(fā)出一系列低碳貝氏體鋼種。這類鋼的含碳量多數(shù)控制在0.16%以下，最多不應(yīng)超過(guò)0.120%[3]。由于低碳貝氏體組織鋼比相同含碳量的鐵素體-珠光體鋼具有更高的強(qiáng)度，因此，低碳貝氏體鋼種的研發(fā)將成為發(fā)展屈服強(qiáng)度為450～800MPa級(jí)

6、別鋼種的主要途徑。低碳貝氏體鋼中主要添加的合金元素及其作用如下[3，4]:(1)碳元素是強(qiáng)間隙固溶強(qiáng)化元素，可提高強(qiáng)度，但不能依靠其提高強(qiáng)度。盡量降低含碳量，即保持一定的韌性，也為了獲得良好的焊接性。(2)鉬元素能夠使鋼在空冷條件下獲得貝氏體組織。鉬元素使鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線中的鐵素體析出出現(xiàn)明顯右移，但并不明顯推移貝氏體轉(zhuǎn)變，所以過(guò)冷奧氏體得以直接向貝氏體轉(zhuǎn)變，而在此前沒(méi)有或者只有部分先共析鐵素體析出，這樣也就不再發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，如圖1所示。(3)利用微量硼元素，使鋼的淬透性明顯增加。鉬硼復(fù)合作用使過(guò)冷奧氏體向鐵素體的等溫轉(zhuǎn)變曲線進(jìn)一步右移，使貝氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線明顯突出。為了在空

7、冷條件下得到全部低碳貝氏體組織，鉬硼復(fù)合作用十分有效，如圖1所示。(4)硅元素是固溶強(qiáng)化元素，使貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在更低的溫度，并使貝氏體轉(zhuǎn)變C曲線右移。(5)加入其它能夠增大鋼過(guò)冷能力的元素，如錳、鉻、鎳等，以進(jìn)一步增大鋼的淬透性，促使貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在更低的溫度，目的是獲得下貝氏體組織，增加其強(qiáng)度。(6)加入強(qiáng)碳化物形成元素，即微合金化，以保證進(jìn)一步細(xì)化晶粒。同時(shí)，微合金化也可以產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化效果。?圖1　低碳貝氏體鋼的過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線示意圖奧氏體化的鋼過(guò)冷到