[发明专利]超高强度稀土4340钢的制造方法

说明书

本发明公开了一种超高强度稀土4340钢的制造方法，该制造方法包括对钢材原料进行净化、熔炼获得钢锭，对所述钢锭进行强压快锻获得锻件，对所述锻件进行热处理；其中，选用合金元素Cr、Ni、Mo以及原生态废钢作为所述钢材原料，进行EF熔炼、VIM精炼、VAR真空自耗并加入稀土元素La、Ce，冶炼得稀土4340钢，所述稀土4340钢的组分为：0.38%≤C≤0.43%、0.15%≤Si≤0.35%、0.60%≤Mn≤0.80%、0.70%≤Cr≤0.90%、1.65%≤Ni≤2.00%、P≤0.005%、S≤0.002%、0.20%≤Mo≤0.30%、0.1%≤La和Ce≤0.2%，其余为Fe。本发明的优点是：通过在钢材原料内加入稀土元素La、Ce，从而获得超高强度稀土4340钢，并且超高强度稀土4340钢的抗拉强度与屈服强度均满足超高强度钢的使用要求。

技术领域

本发明涉及冶金的技术领域，尤其是一种超高强度稀土4340钢的制造方法。

背景技术

美国AISI4340高强度钢抗拉强度980Mpa，屈服强度835Mpa，现需要超高强度钢抗拉强度≥1600Mpa、屈服强度≥1400Mpa。从美国SISI4340标准看，抗拉强度达不到1600Mpa、屈服强度达不到1400Mpa。因此，要对4340钢的抗拉强度与屈服强度进行强化，以达到超高强度钢的标准。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种超高强度稀土4340钢的制造方法，通过在钢材原料内加入稀土元素La、Ce，从而获得超高强度稀土4340钢，并且超高强度稀土4340钢的抗拉强度与屈服强度均满足超高强度钢的使用要求。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种超高强度稀土4340钢的制造方法，所述制造方法包括对钢材原料进行净化、熔炼获得钢锭，对所述钢锭进行强压快锻获得锻件，对所述锻件进行热处理，其特征在于：选用合金元素Cr、Ni、Mo以及原生态废钢作为所述钢材原料，进行EF 熔炼、VIM精炼、VAR真空自耗并加入稀土元素La和Ce，冶炼得稀土4340钢，所述稀土4340钢的组分为：0.38%≤C≤0.43%、0.15%≤Si≤0.35%、0.60%≤Mn≤0.80%、0.70%≤Cr≤0.90%、1.65%≤Ni≤2.00%、P≤0.005%、S≤0.002%、0.20%≤Mo≤0.30%、0.1%≤La和Ce≤0.2%，其余为Fe。

在所述EF熔炼过程中加入复合脱氧剂，所述复合脱氧剂的组分为：6%≤Si≤7%、16%≤Mn≤18%、5%≤Al≤5.5%、4.5%≤Ca≤5.0%，其余为Fe。

所述VIM精炼过程中进行脱气处理，减少气体中非金属元素H、O的含量，使H≤1.6ppm、O≤20ppm。

在所述钢材原料出钢时预先在钢包中加入所述稀土元素La和Ce，并使所述稀土元素La和Ce与所述钢材原料均匀混合，浇注得到所述钢锭。

在获得所述钢锭并对其整修后，对所述钢锭进行加热，所述钢锭采用台阶式加热法，所述钢锭第一阶段加热温度从20℃到560℃，温度加热速率为80℃/h；第二阶段加热温度从560℃-860℃，温度加热速率为100℃/h；第三阶段加热温度从860℃到1150℃，温度加热速率为120℃/h。

所述强压快锻采用FM法，其始锻温度为1150℃，终锻温度≥900℃，锻造比≥3。

所述热处理包括高温淬火和低温回火，所述高温淬火的温度为860℃±10℃并进行油冷，所述低温回火的温度为200℃±10℃并水冷至室温。

本发明的优点是：通过在钢材原料内加入稀土元素La、Ce，从而获得超高强度稀土4340钢，并且超高强度稀土4340钢的抗拉强度与屈服强度均满足超高强度钢的使用要求。

附图说明

图1为本发明的AISI4340钢与稀土4340钢的力学性能表。