[发明专利]一种工程机械用高强度钢材的生产工艺

权利要求书

1.一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：所述钢材化学成分组成按质量比如下：

C：0.21-0.25%，Cr：0.75-0.83%，

Ca：0.64-0.72%，AL：0.30-0.45，

Si：0.32-0.35%，Ni：0.15-0.22%，

Re：0.17-0.23%，Y：0.14-0.19%，

Ti：0.12-0.17%，Zr：0.38-0.42%，

Ge：0.16-0.22%，B：0.45-0.48%，

W：0.34-0.46%，Mo：0.16-0.21%，

Mg：0.17-0.24%，Mn：0.51-0.64%，S≤0.04%，P≤0.06%，

稀土金属：0.13-0.26%，余量为Fe；包括下列生产加工的工艺步骤：

（1）钢水预处理：按上述成分组成比例投入物料，在高炉中冶炼得到含有所需各元素的钢水，转炉出钢过程中按比例加入足量的硅锰合金和铝合金，并使用合成渣进行渣洗，出钢结束后喂入铝线，控制钢水中AlD的含量低于0.30%；LF冶炼过程采用CaO、Al₂O₃造渣，冶炼过程全程吹入氩气，造白渣后搅拌5-10min，LF冶炼结束后控制钢水中AL含量在0.30-0.45%之间，Mn含量在0.51-0.64%之间；钢水在VD真空处理过程中全程吹氩气，在50-70Pa状态下保持12-20min，确保钢水中氢含量低于0.002%，破真空后保持软吹状态15-30min；

（2）连铸和加热轧制：钢水在连铸浇注过程中，大包长水口和浸入式水口采取氩气密封，中包使用包盖板和中包覆盖剂隔绝空气；浇注后的钢坯的温度加热到1130-1220℃之间，轧制过程采用两阶段轧制，粗轧开轧温度≥1050℃，精轧温度控制在850-890℃之间；

（3）淬火处理：钢材轧后通过Mulpic冷却系统快速冷却，冷却速率为25-35℃/s，冷却后温度在220-350℃之间；在输出管道上设置采用U型上集管和直管下集管的柱状层流冷却装置，冷却装置分成快冷区和精调冷却区，采用强冷连续水喝强冷间隔水两种冷却策略，最小冷却速率为20℃/s，冷却后采用温矫和冷矫保证离线回火热处理前钢板不平整度小于10mm/全板宽；

（4）回火处理：将钢材通过回火炉加热到1200℃左右，出炉后通过压缩空气快速冷却到950℃左右，然后经第一道冷却工序将钢板冷却到500-550℃，经第二道冷却工序将钢材冷却到常温。

2.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：所述稀土金属的组成和质量百分比为：Nd：10-15%，Pr：9-15%，Ce：12-15%，Er：3-5%，Gd：4-8%，Pm：2-4%，余量为La。

3.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：步骤（1）所述钢水的冶炼温度在1580-1650℃之间。

4.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：步骤（2）所述粗轧过程必须保证压下率≥20%。

5.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：步骤（3）钢材在所述Mulpic冷却系统中快速冷却时间不超过55s。

6.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：步骤（4）中所述的第一冷却工序采用水冷、风冷与气雾冷相结合的方式，先采用水冷以14℃/s的冷却速率将钢板冷却到900-950℃，然后采用风冷以7℃/s的冷却速率将板坯冷至600-650℃，最后采用气雾冷却以3℃/s的冷却速率将钢板冷却至500-550℃。

7.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：步骤（4）中所述第二道冷却工序采用水冷和风冷结合的方式，先采用风冷以4℃/s的冷却速率将钢板水冷至300-350℃，再采用水冷以7℃/s的冷却速率将钢材冷却至室温。

8.根据权利要求1所述的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺，其特征在于：步骤（4）所述钢材在回火炉中加热后保温时间为5-8min。