一种大规格高碎片率钢及其制备方法

技术领域

本发明属于大规格高碎片率钢材料制备方法领域；具体涉及一种大规格高碎片率钢及其制备方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，国内、外提出并积极研发了高碎片率钢弹体材料。高碎片率钢与普通D60钢相比，具有高屈服强度、高脆性的特点。

生产过程中当高碎片率钢的规格增大，会出现轧后按边-1/2R和心取样检验本体力学性能不同的现象，导致高碎片率钢的力学性能不合格。

发明内容

本发明目的是提供了一种力学性能合格的一种大规格高碎片率钢及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种大规格高碎片率钢的制备方法，所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法的工艺流程为：电炉冶炼+LF精炼+VD真空精炼→软吹吊包→钢锭模铸→大棒轧制→压直→退火→探伤→检验、检查→上交。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，所述的大规格高碎片率钢的成分为0.47～0.52wt％的C、1.35～1.70wt％的Si、0.95～1.30wt％的Mn、0.15～0.35wt％的Cr、0.02～0.06wt％的V、0.0005～0.0035wt％的B、≦0.030wt％的P、≦0.020wt％的S、余量为Fe。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，电炉冶炼步骤加入铝锭30kg、白灰300kg、合成渣300kg，出钢C的质量分数为0.02wt％，出钢P的质量分数为0.006wt％，出钢温度1615～1630℃，出钢量为36.5t，出钢禁止带氧化渣。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，LF炉精炼步骤加入碳粉30kg、白灰500kg、硅粉150kg，白渣时间70～80min，精炼时间100min，按规格要求调整P成分为0.008wt％、C成分为0.021wt％、S成分为0.020wt％、Si成分为0.16wt％。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，软吹吊包软吹前温度1560～1565℃，喂入Al线长度20m，加入Ti铁40kg，加入B铁5kg，软吹20min，加覆盖剂50kg，真空保持20min，引流剂放干净，圆流浇注，吊包温度吊包温度1525～1530℃，过热度40～45℃，镇静10min。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，钢锭模铸步骤锭型为5.55t，钢锭浇注锭身注速620～625s，冒口注速600～605s。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，大棒轧制步骤中温装均热炉温度≤600℃，轧制出坑温度1270℃，保温3h，825轧机首道次压下量60～65mm，825轧机轧后温度1080℃，825轧机轧后要求帽口切净，850轧机二道次压下量60～65mm，850轧机终轧温度950～980℃，轧后风冷至700～750℃，缓冷温度600～650℃。缓冷时间60h。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，退火温度为550℃，炉冷保温时间0.6Q，Q为装炉重量，冷却速度≤60℃/h，冷却到200℃出炉空冷。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法制备的大规格高碎片率钢，所述的大规格高碎片率钢的成分为0.47～0.52wt％的C、1.35～1.70wt％的Si、0.95～1.30wt％的Mn、0.15～0.35wt％的Cr、0.02～0.06wt％的V、0.0005～0.0035wt％的B、≦0.030wt％的P、≦0.020wt％的S、余量为Fe。

本发明的有益效果为：

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，通过控制材质的成分、制备工艺过程中模铸生产、热处理工艺等的控制，制备的所述的一种大规格高碎片率钢本体力学性能均一性良好。

本发明所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，制备的所述的一种大规格高碎片率钢屈服强度≥500Mpa，断面收缩率≥15％，硬度≤260HB。

附图说明

图1为具体实施方式一方法制备的一种大规格高碎片率钢的试样照片；

图2为具体实施方式一方法制备的一种大规格高碎片率钢大棒轧制后的金相照片；

图3为具体实施方式一方法制备的一种大规格高碎片率钢退火后的金相照片。

具体实施方式

具体实施方式一：

一种大规格高碎片率钢的制备方法，所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法的工艺流程为：电炉冶炼+LF精炼+VD真空精炼→软吹吊包→钢锭模铸→大棒轧制→压直→退火→探伤→检验、检查→上交。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，所述的大规格高碎片率钢的成分为0.47～0.52wt％的C、1.35～1.70wt％的Si、0.95～1.30wt％的Mn、0.15～0.35wt％的Cr、0.02～0.06wt％的V、0.0005～0.0035wt％的B、≦0.030wt％的P、≦0.020wt％的S、余量为Fe。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，电炉冶炼步骤加入铝锭30kg、白灰300kg、合成渣300kg，出钢C的质量分数为0.02wt％，出钢P的质量分数为0.006wt％，出钢温度1620℃，出钢量为36.5t，出钢禁止带氧化渣。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，LF炉精炼步骤加入碳粉30kg、白灰500kg、硅粉150kg，白渣时间75min，精炼时间100min，按规格要求调整P成分为0.008wt％、C成分为0.021wt％、S成分为0.020wt％、Si成分为0.16wt％。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，软吹吊包软吹前温度1561℃，喂入Al线长度20m，加入Ti铁40kg，加入B铁5kg，软吹20min，加覆盖剂50kg，真空保持20min，引流剂放干净，圆流浇注，吊包温度吊包温度1528℃，过热度40～45℃，镇静10min。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，钢锭模铸步骤锭型为5.55t，钢锭浇注锭身注速625s，冒口注速605s。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，大棒轧制步骤中温装均热炉温度≤600℃，轧制出坑温度1270℃，保温3h，825轧机首道次压下量60mm，825轧机轧后温度1080℃，825轧机轧后要求帽口切净，850轧机二道次压下量60mm，850轧机终轧温度960℃，轧后风冷至720℃，缓冷温度610℃。缓冷时间60h。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，退火温度为550℃，炉冷保温时间0.6Q，Q为装炉重量，冷却速度≤60℃/h，冷却到200℃出炉空冷。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，精炼过程铝含量变化如表1所示：

表1精炼过程铝含量变化表

表2不同热处理状态下的力学性能检验结果

表3不同热处理状态下的晶粒度检验结果

表4本实施方式方法制备的一种大规格高碎片率钢的力学性能

从以上对比表中能够得出，通过控制材质的成分、制备工艺过程中模铸生产、热处理工艺等的控制，制备的所述的一种大规格高碎片率钢本体力学性能均一性良好。其为提高此钢种的高碎片率，要求1/2R取取样，最优的屈服强度≥500Mpa，断面收缩率≥15％，同时为了便于后续钢材切削加工，得出的最优热处理制度为，550℃退火，冷却方式：炉冷。

本实施方式所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法制备的所述的一种大规格高碎片率钢的形貌照片如图1-图3所示，从图中能够看出，表面形貌均匀，金属晶格结构均匀。

具体实施方式二：

一种大规格高碎片率钢的制备方法，所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法的工艺流程为：电炉冶炼+LF精炼+VD真空精炼→软吹吊包→钢锭模铸→大棒轧制→压直→退火→探伤→检验、检查→上交。

具体实施方式三：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，所述的大规格高碎片率钢的成分为0.47～0.52wt％的C、1.35～1.70wt％的Si、0.95～1.30wt％的Mn、0.15～0.35wt％的Cr、0.02～0.06wt％的V、0.0005～0.0035wt％的B、≦0.030wt％的P、≦0.020wt％的S、余量为Fe。

具体实施方式四：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，电炉冶炼步骤加入铝锭30kg、白灰300kg、合成渣300kg，出钢C的质量分数为0.02wt％，出钢P的质量分数为0.006wt％，出钢温度1615～1630℃，出钢量为36.5t，出钢禁止带氧化渣。

具体实施方式五：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，LF炉精炼步骤加入碳粉30kg、白灰500kg、硅粉150kg，白渣时间70～80min，精炼时间100min，按规格要求调整P成分为0.008wt％、C成分为0.021wt％、S成分为0.020wt％、Si成分为0.16wt％。

具体实施方式六：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，软吹吊包软吹前温度1560～1565℃，喂入Al线长度20m，加入Ti铁40kg，加入B铁5kg，软吹20min，加覆盖剂50kg，真空保持20min，引流剂放干净，圆流浇注，吊包温度吊包温度1525～1530℃，过热度40～45℃，镇静10min。

具体实施方式七：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，钢锭模铸步骤锭型为5.55t，钢锭浇注锭身注速620～625s，冒口注速600～605s。

具体实施方式八：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，大棒轧制步骤中温装均热炉温度≤600℃，轧制出坑温度1270℃，保温3h，825轧机首道次压下量60～65mm，825轧机轧后温度1080℃，825轧机轧后要求帽口切净，850轧机二道次压下量60～65mm，850轧机终轧温度950～980℃，轧后风冷至700～750℃，缓冷温度600～650℃。缓冷时间60h。

具体实施方式九：

根据具体实施方式二所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法，退火温度为550℃，炉冷保温时间0.6Q，Q为装炉重量，冷却速度≤60℃/h，冷却到200℃出炉空冷。

具体实施方式十：

根据具体实施方式二至九之一所述的一种大规格高碎片率钢的制备方法制备的大规格高碎片率钢，所述的大规格高碎片率钢的成分为0.47～0.52wt％的C、1.35～1.70wt％的Si、0.95～1.30wt％的Mn、0.15～0.35wt％的Cr、0.02～0.06wt％的V、0.0005～0.0035wt％的B、≦0.030wt％的P、≦0.020wt％的S、余量为Fe。