一種結構鋼的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種結構鋼制造方法，通過控軋控冷工藝，利用形變與相變之間的均衡關系，在增加相變形核點的同時利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴散，從而縮短相變進行周期，該含硼結構鋼的化學成分按重量百分比計為，C：0.08～0.20%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.80～1.50%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，B：0.0008～0.0030%，余量為Fe及不可避免的雜質；本發明得到加硼的結構鋼組織均勻，晶粒細小，強韌性良好。
【專利說明】一種結構鋼的制造方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬于鋼鐵材料制造領域，具體地說是一種結構鋼的制造方法。
【背景技術】
[0003]在合金結構鋼中，為了降低生產成本，普遍地降低了貴重合金元素N1、Cr、Mo等的含量，而適當的加入某些特殊合金元素。硼鋼的發展就是在這樣的要求下廣泛地應用起來的。當鋼中加入0.0005~0.0050%硼后，鋼的淬透性大大提高，并改善了熱處理后的機械性能，因而微量的硼就可以代替大量的合金元素(例如N1、Cr、Mo等)，所以在蘇聯把“硼”譽為“鋼中的維生素”。
[0004]硼鋼中加入微量的硼不僅降低奧氏體連續冷卻時鐵素體的形成速度，延長鐵素體的析出時間，同時Mn與B相結合，使高溫轉變孕育期明顯長于中溫轉變。使鐵素體“C”曲線右移，而對貝氏體“C”曲線影響較小，從而用較低的冷速或空冷就可以獲得貝氏體。當在低合金結構鋼Q345中加入硼元素后，用原有的方法生產Q345加硼鋼，其組織與原有的Q345有較大的差別，主要表現為低溫組織(馬氏體與貝氏體)過多，這樣造成了組織隨板厚的增加，組織梯度明顯。使得沖擊性能不穩定，延伸率下降。影響Q345級鋼的綜合性能。因此原有的Q345生產方法已經不能滿足要求，需要根據加硼鋼的特點制定新的生產工藝。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種結構鋼的制造方法。該方法通過控軋控冷工藝獲得具有優異組織性能的含硼鋼。且本發明工藝簡單、耗能少、成本低。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種結構鋼制造方法，其特征在于該方法通過控軋控冷工藝，利用形變與相變之間的均衡關系，在增加相變形核點的同時利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴散，從而縮短相變進行周期，該結構鋼的化學成分按重量百分比計為，C:0.08~0.20%,Si:0.10 ~0.30%, Mn:0.80 ~1.50%, P:≤ 0.010%, S:≤ 0.010%, B:0.0008 ~0.0030%,余量為Fe及不可避免的雜質；具體要求如下:
(1)加熱:加熱到溫度1200~1225°C，進行充分的奧氏體化和奧氏體再結晶；
(2)進行控制軋制:第一階段變形，變形溫度1000~1100°C;第二階段變形，變形溫度850~90(TC ;第三階段變形，變形溫度設定在Ar3溫度附近變形；
(3)軋后冷卻工藝:冷卻速度5~10°C/s ;終冷溫度600~660°C。
[0007]本發明加熱時，奧氏體化溫度過高，再結晶后的奧氏體因B的作用，會進一步快速長大；溫度過低，由于B、N化物的作用，對奧氏體再結晶有推遲作用，奧氏體再結晶不完全。
[0008]本發明得到加硼的Q345鋼主要組織為鐵素體與貝氏體和少量的珠光體。組織均勻，晶粒細小。其中鐵素體為等軸狀，貝氏體片層細小。[0009]本發明采用的軋制工藝和冷卻工藝簡單，對軋機能力要求小，用于工業生產簡單易行。利用價格低廉的硼，從而生產優異性能的鋼種。并由此來掌握高強度級別鋼中添加硼后，相變規律與組織性能控制。
[0010]本發明一方面增加了相變形核點，另一方面，又充分利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴散，從而促進鋼中縮短相變進行周期。隨后，進行終冷溫度的控制，控制組織形態，得到了具有良好比例關系的鐵素體與貝氏體的關系，一方面提高了強度，另一方面改善了材料的韌性，突破了含硼鋼的強韌性能匹配的難點。
[0011]本發明工藝簡單、耗能少、成本低。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
一種本發明所述的結構鋼制造方法，所用材料的化學成分見表1。
[0013]將試樣加熱到1200°C，保溫5 min完全奧氏體化以后，以5°C /s的冷卻速率，分別冷卻到1000°C、85(TC、78(rC道次變形溫度保溫1Os后進行名義應變量40%、33.3%、50%，單道次壓縮實驗，所有變形道次的應變速率為Is—1。隨后進行5°C /s控制冷卻方法進行冷卻到 600°C，最后置于空氣中冷卻。所獲得的組織由大量多邊形鐵素體、粒狀貝氏體組成，晶粒尺寸較小，有少量珠光體分布在多邊形鐵素體上。
[0014]
表1實施例含硼結構鋼Q345的化學成分(質量分數，%)
【權利要求】
1.一種結構鋼制造方法，其特征在于該方法通過控軋控冷工藝，利用形變與相變之間的均衡關系，在增加相變形核點的同時利用相變孕育期期間，鐵素體中的碳及硼向奧氏體中擴散，從而縮短相變進行周期，該結構鋼的化學成分按重量百分比計為，C:0.08~`0.20%, Si:0.10 ~0.30%, Mn:0.80 ~1.50%, P: ^ 0.010%, S: ^ 0.010%, B:0.0008 ~`0.0030%，余量為Fe及不可避免的雜質；具體要求如下: (1)加熱:加熱到溫度1200~1225°C，進行充分的奧氏體化和奧氏體再結晶； (2)進行控制軋制:第一階段變形，變形溫度1000~1100°C;第二階段變形，變形溫度850~90(TC ;第三階段變形，變形溫度設定在Ar3溫度附近變形； (3)軋后冷卻工藝:冷卻速度5~10°C/s ;終冷溫度600~660°C。
【文檔編號】C22C38/04GK103774038SQ201210412727
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優先權日:2012年10月25日
【發明者】吳雪 申請人:吳雪