專利名稱：一種低碳低合金鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種低碳低合金鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
低碳低合金鋼是重要的工程結(jié)構(gòu)材料之一，相對(duì)于同類碳素鋼，其具有強(qiáng)度高，塑性韌性好，焊接性能優(yōu)異和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于壓力容器、船舶、橋梁、建筑結(jié)構(gòu)和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。低碳低合金鋼的性能取決于其化學(xué)成分和制造過(guò)程的工藝制度，其中強(qiáng)度、韌性和焊接性是低碳低合金鋼最重要的性能指標(biāo)，低碳低合金鋼的性能最終取決于鋼的顯微組織。自20世紀(jì)20年代末，E. C. Bain首次發(fā)現(xiàn)貝氏體組織以來(lái)，國(guó)內(nèi)外材料學(xué)工作者開(kāi)始致力于貝氏體組織和貝氏體相變理論的研究。近年來(lái)，貝氏體相變理論的研究和實(shí)際應(yīng)用取得了重大進(jìn)展，研究者研發(fā)出一系列空冷貝氏體鋼種。空冷貝氏體鋼具有成分簡(jiǎn)單、 可空冷自硬、變形開(kāi)裂傾向小和成本低的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，空冷貝氏體低碳低合金鋼的制備工藝越來(lái)越受到人們的關(guān)注。現(xiàn)有技術(shù)提供了多種空冷貝氏體低碳低合金鋼的制備方法，例如公開(kāi)號(hào)為 101104906A的中國(guó)專利公開(kāi)了一種低碳貝氏體鋼及其制備方法。該專利公開(kāi)的低碳貝氏體鋼包括0. 12wt% O. 43wt%的 C, I. Owt% 2. 6wt%的 Mn, I. Owt% 2. Owt%的 Si,O O. 8￥七％的0，0 O. 05￥七％的？，0 O. 05￥七％的S和余量的Fe ;其熱處理工藝為(I)將上述成分的原料熔煉，熔煉溫度為1500°C 1600°C，原料熔化后電磁攪拌，澆鑄，澆鑄溫度為1500°C 1580°C; (2)利用工件澆鑄時(shí)的余熱進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為880°C 940°C， 淬火液為堿性水溶液，PH值為9 14，密度為I. 00g/cm3 I. 65g/cm3，淬火后得到低碳貝氏體鋼。此專利的低碳貝氏體鋼通過(guò)調(diào)節(jié)合金元素Cr、Mn和Si的含量，同時(shí)采用了利用工件澆鑄時(shí)的余熱進(jìn)行熱處理的方法，獲得了下貝氏體和馬氏體的混合組織，該鋼種的抗拉強(qiáng)度雖然得到了提高，但是其沖擊韌性仍然非常低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種低碳低合金鋼及其制備方法，由該方法制備的低碳低合金鋼具有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性。有鑒于此，本發(fā)明公開(kāi)了一種低碳低合金鋼，包括O. 08wt % O. 30wt % 的 C ;I. Owt % 3. Owt % 的 Mn ;O. 3wt% I. 5wt% 的 Si ；O. 3wt% I. 5wt% 的 Mo ；O. 03wt% O. 05wt% 的 RE ;大于零,小于等于O.的B ;O O. 007界七％的 S ;
O O. 01^^%的 P ;余量的Fe。優(yōu)選的，所述C的含量為O. 08wt% O. 15wt%。優(yōu)選的，所述Mn的含量為I. 0wt% I. 2wt%。優(yōu)選的，所述Si的含量為O. 3wt% I. Owt %。優(yōu)選的，所述Mo的含量為O. 3wt% O. 6wt%。本發(fā)明還公開(kāi)了一種低碳低合金鋼的制備方法，包括以下步驟a)、將如下成分的原料鑄造，得到低碳低合金鋼鑄錠O. 08wt % O. 30wt % 的 C, I. Owt % 3. Owt % 的 Mn, O. 3wt % I. 5wt % 的 Si,
O.3wt% I. 5wt% 的 Mo, O. 03wt% O. 05wt% 的 RE,大于零，小于等于 O. 005wt% 的 B, O O. 007￥七％的S，O O. 01 ^^%的P和余量的Fe ；b)、將所述低碳低合金鋼鑄錠進(jìn)行熱處理，具體為bOl)、加熱至900°C 980°C進(jìn)行預(yù)正火處理；b02)、將步驟bOl)得到的低碳低合金鋼鑄錠加熱至900°C 950°C進(jìn)行二次正火處理；b03)、將步驟b02)得到的低碳低合金鋼鑄錠加熱至200°C 240°C進(jìn)行回火處理， 得到低碳低合金鋼。優(yōu)選的，步驟a)中所述鑄造具體為將碳、鑰鐵和鐵加入熔煉爐中，然后向所述熔煉爐中加入硅、錳、稀土和硼鐵，得到熔融的金屬；將所述熔融的金屬澆鑄，得到鑄錠。優(yōu)選的,步驟bOl)中所述預(yù)正火處理的保溫時(shí)間為IOOmin 130min,冷卻方式為空冷。優(yōu)選的，步驟b02)中所述二次正火處理的保溫時(shí)間為30min 50min，冷卻方式為空冷。優(yōu)選的，步驟b03)中所述回火處理的保溫時(shí)間為IOOmin 130min。本發(fā)明提供了一種低碳低合金鋼，其包括0. 08wt% O. 30wt%的C, I. 0wt% 3. Owt % 的 Mn, O. 3wt% I. 5wt % 的 Si, O. 3wt% I. 5wt% 的 Mo, O. 03wt% O. 05wt % 的 RE，大于零，小于等于O. 005界七％的8，0 O. 007wt%^ S，O O. 011wt%的P和余量的Fe， 本發(fā)明在低碳低合金鋼中添加Mn元素能夠使貝氏體相變溫度降低，從而保證獲得小尺寸的貝氏體，添加Si元素能夠在貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中抑制碳化物析出，添加Mo、Mn元素能夠強(qiáng)壓低Bs點(diǎn)，弱壓低Ms點(diǎn)，從而在組織中得到更多數(shù)量的下貝氏體組織。在低碳低合金合金鋼中添加Mn、Si、Mo等合金元素，能夠使基體中得到更多的尺寸較小的貝氏體，同時(shí)能夠細(xì)化晶粒，提聞基體的強(qiáng)度和朝性。本發(fā)明還提供了一種上述低碳低合金鋼的制備方法，其經(jīng)過(guò)鑄造工序和熱處理工序后得到了低碳低合金鋼。在熱處理過(guò)程中，將經(jīng)過(guò)鑄造的低碳低合金鋼鑄錠加熱至 900°C 980°C進(jìn)行預(yù)正火處理，使鑄錠組織初步奧氏體化；隨后將預(yù)正火處理后的鑄錠重新加熱至900°C 950°C進(jìn)行二次正火處理，此階段用于細(xì)化晶粒，防止或消除殘余鑄態(tài)組織，使低碳低合金鋼鑄錠的綜合性能提高；最后將二次正火處理后的鑄錠加熱至200°C 240°C進(jìn)行回火處理，此階段的回火處理用于消除正火過(guò)程中引入的殘余應(yīng)力，同時(shí)獲得部分貝氏體組織，有效地提高了低碳低合金鋼的沖擊韌性和強(qiáng)度。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)合理設(shè)計(jì)低碳低合金鋼的配方和熱處理工藝，使低碳低合金鋼具有較高強(qiáng)度的同時(shí)提高了其沖擊韌性，從而獲得了強(qiáng)度和沖擊韌性都較高的綜合機(jī)械性能良好的低碳低合金鋼材料。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明提供的低碳低合金鋼的硬度超過(guò) 231HB，沖擊韌性超過(guò)135J/cm2，抗拉強(qiáng)度超過(guò)817MPa。


圖I為本發(fā)明的熱處理工藝圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種低碳低合金鋼，包括
O. 08wt % O. 30wt % 的 C ;
I. Owt % 3. Owt % 的 Mn ;
O. 3wt% I. 5wt% 的 Si ；
O. 3wt% I. 5wt% 的 Mo ；
O. 03wt% O. 05界七％的 RE ；
大于零，小于等于O. 005 七％的8 ;
O O. 007wt_ S ；
O O. 01^^%的 P ；
余量的Fe。
本發(fā)明提供的低碳低合金鋼中含有Mn，一定量的Mn使過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線
存在明顯的上下分離；適量的Mn在中溫下的相界處富集時(shí)，會(huì)對(duì)相界遷移起拖拽作用，同時(shí)顯著降低貝氏體的相變驅(qū)動(dòng)力，貝氏體相變溫度降低能夠保證獲得小尺寸的貝氏體。本發(fā)明提供的低碳低合金鋼中Mn的含量為I. 0wt% 3. 0wt%,優(yōu)選為I. 0wt% I. 2wt%。Si在貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中有強(qiáng)烈抑制碳化物析出的特點(diǎn)，使貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中不易析出碳化物；Si還與Mn共同作用，一方面能夠提高基體的強(qiáng)度和硬度，另一方面，還能使基體具有較高的韌性。但Si含量過(guò)高會(huì)促使自由鐵素體析出，將對(duì)鋼的韌性產(chǎn)生負(fù)面影響。 因此，本發(fā)明提供的低碳低合金鋼控制Si的含量為O. 3wt% I. 5wt%，優(yōu)選為O. 3wt%
I.Owt %。Mo強(qiáng)壓低Bs點(diǎn)，弱壓低Ms點(diǎn)，使鐵素體-珠光體轉(zhuǎn)變大大推遲，但對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變的推遲作用并不明顯。Mo在鋼中可形成MoC和Mo2C等新相，還可改善鋼的組織形態(tài)，提高鋼的淬透性，降低回火脆性。本發(fā)明提供的低碳低合金鋼中Mo的含量為O. 3wt% I. 5wt%, 優(yōu)選為 O. 3wt % O. 6wt %。在中低碳貝氏體鋼中多邊形鐵素體轉(zhuǎn)變很快，連續(xù)冷卻時(shí)不容易得到最大量的貝氏體，為此，本發(fā)明向鋼中加入一定量的B用于抑制多邊形鐵素體的轉(zhuǎn)變。本發(fā)明提供的低碳低合金鋼中B的含量不超過(guò)O. 005wt %，優(yōu)選為O. 003wt % O. 005wt %。稀土元素RE可有效提高鋼水的純凈度，促進(jìn)微合金化。稀土元素不僅可以去除雜質(zhì)元素磷和硫，減少夾雜物，凈化鋼液，改善鑄態(tài)組織，但加入量過(guò)多，會(huì)使鋼脆化。因此， 本發(fā)明低碳低合金鋼中RE的含量為O. 03wt% 0. 05wt%。上述稀土元素RE為鑭(La)、 鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、欽(Ho)、鉺 (Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)、鈧(Sc)和釔(Y)中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種低碳低合金鋼的制備方法，包括以下步驟a)、將如下成分的原料鑄造，得到低碳低合金鋼鑄錠O. 08wt % O. 30wt % 的 C, I. Owt % 3. Owt % 的 Mn, O. 3wt % I. 5wt % 的 Si， O. 3wt% I. 5wt% 的 Mo, O. 03wt% O. 05wt% 的 RE,大于零，小于等于 O. 005wt% 的 B, O
O.007wt%^ S，O O. 01 ^^%的 P 和余量的 Fe ；b)、將所述低碳低合金鋼鑄錠進(jìn)行熱處理，具體為bOl)、加熱至900°C 980°C進(jìn)行預(yù)正火處理；b02)、將步驟bOl)得到的低碳低合金鋼鑄錠加熱至900°C 950°C進(jìn)行二次正火處理；b03)、將步驟b02)得到的低碳低合金鋼鑄錠加熱至200°C 240°C進(jìn)行回火處理， 得到低碳低合金鋼。步驟a)為鑄造工序，為了使各種元素充分熔解，均勻分布，作為優(yōu)選方案，上述鑄造工藝具體包括將C、Mo鐵和鐵加入熔煉爐中，然后向所述熔煉爐中加入Si、Mn、RE和B 鐵，得到熔融的金屬；隨后將上述熔融的金屬澆鑄，得到低碳低合金鋼鑄錠。由于C、Mo鐵和鐵不易燒損，且加入量較多，而Mn、Si、RE和B鐵，易揮發(fā)且易燒損，因此本發(fā)明先將C、Mo 鐵和鐵加入熔煉爐，后加入Mn、Si、RE和B鐵，降低Mn、Si、RE和B鐵的損耗量對(duì)產(chǎn)品最終成分的影響，同時(shí)使各種元素能夠充分熔解，均勻分布。步驟b)為熱處理工序，在得到低碳低合金鋼鑄錠后，將上述得到的鑄錠進(jìn)行熱處理。如圖I所示，圖I為本發(fā)明的熱處理工藝圖。首先將上述鑄錠加熱至900°C 980°C進(jìn)行預(yù)正火處理，加熱至900°C 980°C能夠保證鑄錠組織奧氏體化，為了確保組織充分奧氏體化，上述預(yù)正火處理的保溫時(shí)間優(yōu)選為IOOmin 130min,更優(yōu)選為IlOmin 130min。上述預(yù)正火處理的冷卻方式優(yōu)選為空冷。 上述加熱的溫度優(yōu)選為920°C 980°C。隨后將預(yù)正火處理后的低碳低合金鋼鑄錠重新加熱至900°C 950°C進(jìn)行二次正火處理，二次正火用于細(xì)化晶粒，防止或消除殘余鑄態(tài)組織，使鑄錠的綜合性能提高。上述二次正火處理的保溫時(shí)間優(yōu)選為30min 50min,更優(yōu)選為40min 50min。上述二次正火處理的冷卻方式優(yōu)選為空冷。上述加熱的溫度優(yōu)選為920°C 950°C。最后將二次正火處理的低碳低合金鋼鑄錠加熱至200°C 240°C進(jìn)行回火處理， 回火處理用于消除正火過(guò)程中引入的殘余應(yīng)力，同時(shí)獲得部分貝氏體組織，提高低碳低合金鋼的綜合性能。上述回火處理的保溫時(shí)間優(yōu)選為IOOmin 130min,更優(yōu)選為IlOmin 130min。上述加熱的溫度優(yōu)選為210°C 240°C。上述回火處理的冷卻環(huán)節(jié)，可以是將低碳低合金鋼在退火爐中冷卻到室溫，或者在空氣中冷卻，對(duì)此本發(fā)明并無(wú)特別的限制。本發(fā)明提供的上述低碳低合金鋼，在低碳低合金鋼中添加Mn元素能夠使貝氏體相變溫度降低，從而保證獲得小尺寸的貝氏體，添加Si元素能夠在貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中抑制碳化物析出，添加Mo、Mn元素能夠強(qiáng)壓低Bs點(diǎn)，弱壓低Ms點(diǎn)，從而在組織中得到更多數(shù)量的下貝氏體組織。在低碳低合金合金鋼中添加以上合金元素能夠使基體中得到更多的尺寸較小的貝氏體，同時(shí)能夠細(xì)化晶粒，提高基體的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明還提供了上述低碳低合金鋼的制備方法，其經(jīng)過(guò)鑄造工序和熱處理工序后得到了低碳低合金鋼。在熱處理過(guò)程中，將經(jīng)過(guò)鑄造的低碳低合金鋼鑄錠加熱至900°C 980°C進(jìn)行預(yù)正火處理，預(yù)正火處理使鑄錠組織初步奧氏體化；隨后將預(yù)正火處理后的鑄錠重新加熱至900°C 950°C進(jìn)行二次正火處理，此階段用于細(xì)化晶粒，防止或消除殘余鑄態(tài)組織，使鑄錠的綜合性能提高；最后將二次正火處理后的鑄錠加熱至200°C 240°C進(jìn)行回火處理，此階段的回火處理用于消除正火過(guò)程中引入的殘余應(yīng)力，同時(shí)獲得部分貝氏體組織，有效地提高低碳低合金鋼的沖擊韌性。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)合理設(shè)計(jì)低碳低合金鋼的配方和熱處理工藝，使低碳低合金鋼具有較高強(qiáng)度的同時(shí)提高了其沖擊韌性，從而獲得了強(qiáng)度和沖擊韌性都較高的綜合機(jī)械性能良好的低碳低合金鋼材料，將此材料用于制造采煤機(jī)導(dǎo)向滑靴，能有效提高導(dǎo)向滑靴的強(qiáng)度和韌性，延長(zhǎng)其使用壽命。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的低碳低合金鋼的制備方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。實(shí)施例I(I)采用25Kg真空中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，將爐料C、Mo鐵和鐵依次加入熔煉爐中， Si、Mn、RE和B鐵吊起。抽真空開(kāi)始熔煉，當(dāng)真空度達(dá)到20Pa時(shí)，調(diào)節(jié)功率至5KW，每隔5min 功率遞增5KW，直至功率提高到45KW，爐料化開(kāi)，降低功率到14KW進(jìn)行精煉，隨后依次加入 Mn、Si、RE和B鐵。待三分鐘后，停電冷凝，最后澆鑄，得到基爾試樣，基爾試樣成分列于表 I ;(2)將上述基爾試樣加熱至900°C保溫IOOmin后空冷；(3)將步驟(2)得到的基爾試樣加熱至900°C保溫30min后空冷；(4)將步驟(3)得到的基爾試樣加熱至200°C保溫IOOmin回火，得到低碳低合金鋼。將按照上述方法制備的低碳低合金鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。實(shí)施例2(I)采用25Kg真空中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，將爐料C、Mo鐵和鐵依次加入熔煉爐中， Si,Mn,RE和B鐵吊起。抽真空開(kāi)始熔煉，當(dāng)真空度達(dá)到20Pa時(shí)，調(diào)節(jié)功率至5KW，每隔IOmin 功率遞增5KW，直至功率提高到45KW，爐料化開(kāi)，降低功率到18KW進(jìn)行精煉，隨后依次加入 Mn、Si、RE和B鐵。待三分鐘后，停電冷凝，最后澆鑄，得到基爾試樣，基爾試樣成分列于表 I ;(2)將上述基爾試樣加熱至930°C保溫IlOmin后空冷；(3)將步驟(2)得到的基爾試樣加熱至900°C保溫40min后空冷；(4)將步驟(3)得到的基爾試樣加熱至220°C保溫IlOmin回火，得到低碳低合金鋼。將按照上述方法制備的低碳低合金鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。
實(shí)施例3(I)采用25Kg真空中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，將爐料C、Mo鐵和鐵依次加入熔煉爐中， Si、Mn、RE和B鐵吊起。抽真空開(kāi)始熔煉，當(dāng)真空度達(dá)到20Pa時(shí)，調(diào)節(jié)功率至5KW，每隔6min 功率遞增5KW，直至功率提高到45KW，爐料化開(kāi)，降低功率到17KW進(jìn)行精煉，隨后依次加入 Mn、Si、RE和B鐵。待三分鐘后，停電冷凝，最后澆鑄，得到基爾試樣，基爾試樣成分列于表 I ;(2)將上述基爾試樣加熱至940°C保溫120min后空冷；(3)將步驟⑵得到的基爾試樣加熱至940°C保溫40min后空冷；(4)將步驟(3)得到的基爾試樣加熱至210°C保溫120min回火，得到低碳低合金鋼。將按照上述方法制備的低碳低合金鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。實(shí)施例4(I)采用25Kg真空中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，將爐料C、Mo鐵和鐵依次加入熔煉爐中， Si、Mn、RE和B鐵吊起。抽真空開(kāi)始熔煉，當(dāng)真空度達(dá)到20Pa時(shí)，調(diào)節(jié)功率至5KW，每隔7min 功率遞增5KW，直至功率提高到45KW，爐料化開(kāi)，降低功率到16KW進(jìn)行精煉，隨后依次加入 Mn、Si、RE和B鐵。待三分鐘后，停電冷凝，最后澆鑄，得到基爾試樣，基爾試樣成分列于表 I ;(2)將上述基爾試樣加熱至980°C保溫130min后空冷；(3)將步驟⑵得到的基爾試樣加熱至950°C保溫50min后空冷；(4)將步驟(3)得到的基爾試樣加熱至240°C保溫130min回火，得到低碳低合金鋼。將按照上述方法制備的低碳低合金鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。實(shí)施例5(I)采用25Kg真空中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，將爐料C、Mo鐵和鐵依次加入熔煉爐中， Si、Mn、RE和B鐵吊起。抽真空開(kāi)始熔煉，當(dāng)真空度達(dá)到20Pa時(shí)，調(diào)節(jié)功率至5KW，每隔8min 功率遞增5KW，直至功率提高到45KW，爐料化開(kāi)，降低功率到17KW進(jìn)行精煉，隨后依次加入 Mn、Si、RE和B鐵。待三分鐘后，停電冷凝，最后澆鑄，得到基爾試樣，基爾試樣成分列于表 I ;(2)將上述基爾試樣加熱至960°C保溫120min后空冷；(3)將步驟(2)得到的基爾試樣加熱至950°C保溫45min后空冷；(4)將步驟(3)得到的基爾試樣加熱至220°C保溫130min回火，得到低碳低合金鋼。將按照上述方法制備的低碳低合金鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。實(shí)施例6(I)采用25Kg真空中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉，將爐料C、Mo鐵和鐵依次加入熔煉爐中， Si、Mn、RE和B鐵吊起。抽真空開(kāi)始熔煉，當(dāng)真空度達(dá)到20Pa時(shí)，調(diào)節(jié)功率至5KW，每隔9min 功率遞增5KW，直至功率提高到45KW，爐料化開(kāi)，降低功率到17KW進(jìn)行精煉，隨后依次加入 Mn、Si、RE和B鐵。待三分鐘后，停電冷凝，最后澆鑄，得到基爾試樣，基爾試樣成分列于表
8
(2)將上述基爾試樣加熱至980°C保溫130min后空冷至室溫；(3)將步驟(2)得到的基爾試樣加熱至910°C保溫40min后空冷；(4)將步驟(3)得到的基爾試樣加熱至230°C保溫130min回火，得到低碳低合金鋼。將按照上述方法制備的低碳低合金鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。對(duì)比例I(I)按照表I的成分配料，將配好的原料熔煉，熔煉溫度為1500°C，原料熔化后，再進(jìn)行20min的電磁攪拌，攪拌之后澆鑄，澆鑄溫度為1580°C ；(2)將步驟(I)得到的低碳貝氏體鋼鑄錠的溫度冷卻至940°C時(shí)，直接置于pH值為12，密度為I. 15g/cm3的堿性水溶液中淬火，得到低碳貝氏體鋼。將按照上述方法制備的低碳貝氏體鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。對(duì)比例2(I)按照表I的成分配料，將配好的原料熔煉，熔煉溫度為1550°C，原料熔化后，再進(jìn)行15min的電磁攪拌，攪拌之后澆鑄，澆鑄溫度為1500°C ；(2)將步驟(I)得到的低碳貝氏體鋼鑄錠的溫度冷卻至880°C時(shí)，直接置于pH值為14，密度為I. 65g/cm3的堿性水溶液中淬火，得到低碳貝氏體鋼。將按照上述方法制備的低碳貝氏體鋼進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2。表I實(shí)施例低碳低合金鋼及對(duì)比例低碳見(jiàn)氏體鋼的成分(wt % )
權(quán)利要求
1. 一種低碳低合金鋼,其特征在于,包括0.08wt % O. 30wt % 的 C ;1.Owt % 3. Owt % 的 MnO.3wt% I. 5wt% 的 SiO.3wt% I. 5wt% 的 MoO.03wt% O. 05界七％的 RE ；大于零，小于等于O. 005 七％的8 ;O O. 007wt_ S ；O O. 01^^%的 P ；余量的Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低碳低合金鋼，其特征在于，所述C的含量為O.OSwt % 0.15wt% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低碳低合金鋼，其特征在于，所述Mn的含量為1.0Wt% 1.2wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低碳低合金鋼，其特征在于，所述Si的含量為O.3wt% I.Owt %。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低碳低合金鋼，其特征在于，所述Mo的含量為O.3wt% O.6wt% ο
6.一種低碳低合金鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟a)、將如下成分的原料鑄造，得到低碳低合金鋼鑄錠O.08wt % O. 30wt % 的 C, I. Owt % 3. Owt % 的 Mn,O. 3wt % I. 5wt % 的 Si,O.3wt% I. 5wt% 的 Mo, O. 03wt% O. 05wt% 的 RE,大于零，小于等于 O. 005wt% 的 B, O O.007wt%^ S，O O. 01 ^^%的 P 和余量的 Fe ；b)、將所述低碳低合金鋼鑄錠進(jìn)行熱處理，具體為 bOl)、加熱至900°C 980°C進(jìn)行預(yù)正火處理；b02)、將步驟bOl)得到的低碳低合金鋼鑄錠加熱至900°C 950°C進(jìn)行二次正火處理；b03)、將步驟b02)得到的低碳低合金鋼鑄錠加熱至200°C 240°C進(jìn)行回火處理，得到低碳低合金鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中所述鑄造具體為將碳、鑰鐵和鐵加入熔煉爐中，然后向所述熔煉爐中加入硅、錳、稀土和硼鐵，得到熔融的金屬；將所述熔融的金屬澆鑄，得到低碳低合金鋼鑄錠。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟bOl)中所述預(yù)正火處理的保溫時(shí)間為IOOmin 130min，冷卻方式為空冷。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟b02)中所述二次正火處理的保溫時(shí)間為30min 50min,冷卻方式為空冷。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟b03)中所述回火處理的保溫時(shí)間為 IOOmin 130min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低碳低合金鋼，包括0.08wt％～0.30wt％的C，1.0wt％～3.0wt％的Mn，0.3wt％～1.5wt％的Si，0.3wt％～1.5wt％的Mo，0.03wt％～0.05wt％的RE，大于零，小于等于0.005wt％的B，0～0.007wt％的S，0～0.011wt％的P和余量的Fe。本發(fā)明還提供了上述低碳低合金鋼的制備方法。本發(fā)明添加了Mn、Si、Mo和B等合金元素，并且通過(guò)對(duì)熱處理工藝進(jìn)行調(diào)整，使低碳低合金鋼具有較高強(qiáng)度的同時(shí)提高了其沖擊韌性，從而獲得了強(qiáng)度和沖擊韌性都較高的綜合機(jī)械性能良好的低碳低合金鋼材料。
文檔編號(hào)C21D1/28GK102586677SQ20121008112
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者孫偉, 溫宇, 薛會(huì)鋒 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司