專(zhuān)利名稱(chēng)：一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐候鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，適用于以釩作為主要強(qiáng)化元素的耐候鋼的生產(chǎn)，尤其是屈服強(qiáng)度> 650MPa，抗拉強(qiáng)度> 900MPa，延伸率> 15 %，冷彎合格的高強(qiáng)度耐候鋼的生產(chǎn)。
現(xiàn)有技術(shù) 耐候鋼又稱(chēng)為耐大氣腐蝕鋼，由于鋼中添加了銅、鉻、鎳等耐候性元素，不需要涂裝就能夠長(zhǎng)期抵御大氣的腐蝕，相比與不銹鋼而言就大大降低了成本，廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道車(chē)輛等領(lǐng)域。我國(guó)耐候鋼的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)起步較晚，目前生產(chǎn)耐候鋼的主要廠(chǎng)家有寶鋼、鞍鋼、珠鋼、武鋼等。主要的耐候鋼品種有=Cu-P-Cr-Ni系、Cu-P-RE系、Cu-P系等，這些耐候鋼強(qiáng)度級(jí)別較低，已不能夠滿(mǎn)足需要。在高強(qiáng)度耐候鋼的生產(chǎn)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)主要廠(chǎng)家一般都是采用Nb、Mo、B、Ti、V等合金元素進(jìn)行強(qiáng)化，成本較高，生產(chǎn)過(guò)程中的控制難度較大，而單獨(dú)添加V-N進(jìn)行力學(xué)性能強(qiáng)化在傳統(tǒng)熱連軋?jiān)O(shè)備上生產(chǎn)高強(qiáng)度耐候鋼則報(bào)道較少。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00910301054. 0公開(kāi)了 “高強(qiáng)度耐大氣腐蝕鋼及其生產(chǎn)方法”，該專(zhuān)利采用V、Nb、Ti對(duì)耐候鋼力學(xué)性能進(jìn)行強(qiáng)化，化學(xué)成分的重量百分比為C:<0. 12%,Si :彡 0. 75%，Mn :彡 I. 50%，P :彡 0. 025%，S :彡 0. 008%，Cr :0. 30 I. 25%,Ni :0. 12 0. 65%, Cu :0. 20 0. 55%，Ti :0. 006 0. 02%, V :0. 09 0. 15%，N :0. 01 0. 02%，Nb :0. 015 0.03%，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。其屈服強(qiáng)度彡575MPa，抗拉強(qiáng)度^ 690MPa，該鋼中添加了 Nb、V、Ti等元素，成本相對(duì)較高，而本發(fā)明只添加了 V元素，而沒(méi)有加入Nb和Ti元素，通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)和工藝控制，耐候鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到900MPa以上。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00610035800. 2公開(kāi)了“一種基于薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)700MPa級(jí)V-N微合金化高強(qiáng)耐候鋼板的方法”，化學(xué)成分(Wt. % )如下C :彡0. 08 %，Si :0. 25 0. 75%,Mn :0. 8 2. 0%,P :0. 070 0. 150%,S :彡 0. 040%,Cu :0. 25 0. 60%,Cr :0. 30 I. 25%,Ni :彡 0. 65%,V :0. 05 0. 20%,N :0. 015 0. 03%。鋼板的屈服強(qiáng)度> 700MPa，但是該專(zhuān)利采用的是薄板坯連鑄連軋工藝技術(shù)，眾所周知，薄板坯連鑄連軋技術(shù)其熱歷史制度明顯區(qū)別于傳統(tǒng)工藝，其變形條件與過(guò)程不同，其再結(jié)晶行為、相變以及第二相粒子析出過(guò)程、狀態(tài)和條件也不同，更能發(fā)揮微合金元素的高固溶優(yōu)勢(shì)，因此其鋼板力學(xué)性能明顯提高。而本發(fā)明采用的則是傳統(tǒng)的熱連軋技術(shù)，因此，其成分和工藝控制要求更加嚴(yán)格。國(guó)外耐候鋼的發(fā)展起源于美國(guó)的Corten系列耐候鋼，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已比較成熟，在高強(qiáng)度耐候鋼領(lǐng)域，瑞典SSAB生產(chǎn)的Domex系列的耐候鋼產(chǎn)品的主要成分如表I所
/Jn o表I Domex系列的耐候鋼主要成分
權(quán)利要求
1.一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于化學(xué)成分(wt%)，碳0· 08 % O. 13 % ;硅0· 15 % O. 20 % ;錳I. 55 % 2. OO % ;硫彡 O. 008 % ;磷(O. 020%;銅0· 25% O. 50%;鉻0· 50% O. 70%;鎳0· 20% O. 30%;釩0· 12% O.20% ;氮0. 031% O. 045% ;稀土 0. 01% O. 03%，其余為鐵以及不可避免的雜質(zhì)；按照上述成分進(jìn)行冶煉、連鑄，冷卻至室溫，將鑄坯重新加熱至奧氏體化溫度，加熱溫度1200°C 1250°C，保溫時(shí)間Ih I. 5h，完全奧氏體化，采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，開(kāi)軋溫度1150°C 1180°C，終軋溫度850°C 900°C，軋后進(jìn)入層流冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻，冷卻速率10°C /s 15°C /s，卷取溫度580°C 620°C，熱軋過(guò)程中的總壓下率大于80% ;本發(fā)明采用釩和氮對(duì)耐候鋼的力學(xué)性能進(jìn)行強(qiáng)化，通過(guò)加入稀土元素改善其韌性和耐蝕性能，綜合利用釩的析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化作用獲得屈服強(qiáng)度彡650MPa，抗拉強(qiáng)度彡900MPa，延伸率彡15%,屈強(qiáng)比< O. 75，冷彎合格的高強(qiáng)度耐候鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于碳的重量百分比為O. 09% O. 13%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于錳 的重量百分比為I. 60% 2. 00%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于釩的重量百分比為O. 12% O. 18%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于氮的重量百分比為O. 032% O. 04%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于稀土的重量百分比為O. 02% O. 03%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，其特征在于軋后的組織為針狀鐵素體和珠光體。
全文摘要
一種釩氮微合金化高強(qiáng)度耐候鋼的制備方法，屬于合金結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝領(lǐng)域。鋼中的主要成分(wt％)有碳0.08％～0.13％；硅0.15％～0.20％；錳1.55％～2.00％；硫≤0.008％；磷≤0.020％；銅0.25％～0.50％；鉻0.50％～0.70％；鎳0.20％～0.30％；釩0.12％～0.20％；氮0.031％～0.045％；稀土0.01％～0.03％，其余為鐵。本發(fā)明在傳統(tǒng)耐候鋼的基礎(chǔ)上添加一定量的釩和氮，以析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化來(lái)提高材料的力學(xué)性能。通過(guò)真空感應(yīng)爐冶煉出符合成分設(shè)定范圍的鑄坯，經(jīng)過(guò)熱軋以及卷取制備出力學(xué)性能優(yōu)良的高強(qiáng)度耐候鋼，其最終力學(xué)性能滿(mǎn)足屈服強(qiáng)度≥650MPa，抗拉強(qiáng)度≥900MPa，延伸率≥15％，屈強(qiáng)比≤0.75以及冷彎合格。
文檔編號(hào)C21D8/00GK102766826SQ20121026248
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者唐荻, 李文遠(yuǎn), 武會(huì)賓, 米振莉, 趙征志, 趙愛(ài)民 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)