[发明专利]一种高强度榴弹弹钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度榴弹弹钢及其制备方法，通过调整碳钢中的Si、Mn、V、B等合金元素的含量，在保证现有弹钢强度的同时，提高了弹钢的破片率，特别是提高了强度约为1300MPa的弹钢的破片率，为武器装备的性能提升及新式武器装备的研发提供了可能性。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种高强度榴弹弹钢及其制备方法。

背景技术

在战斗部设计中，弹体材料的选择是决定战斗部威力和毁伤效能的重要一环。此外，由于恶劣的发射条件和特殊的作用环境的使用需求，以及新一代高能炸药的应用，都要求弹体材料在保证优良破碎效果的同时向着更高的强度、延展性以及韧性的方向发展。

为了进一步提高身管武器弹药的毁伤威力，或者使身管武器弹药承担更多的作战任务使命，传统身管武器弹药的壳体不断变薄以增加弹体内部空间用于装填更多的炸药或任务载荷。同时，为了保证在发射过程中弹丸整体结构的安全性，还要求弹体材料具有更高的强度。通常情况下弹体的壳体材料被称为弹钢。弹钢是指用于制造弹体(战斗部)壳体的材料，该壳体是指在弹丸发射、飞行及侵彻过程中作为保持结构完整、内部装填物安定的承力构件，同时在对目标作用时在内爆载荷作用下该壳体形成自然破片毁伤元。

炮射导弹为一种典型的薄壁壳体战斗部，这类战斗部采用的弹钢通常为：30CrMnSiNi2A和35CrMnSiA。其中30CrMnSiNi2A的屈服强度为1240MPa，35CrMnSiA的强度更高，屈服强度不低于1350MPa，但延伸率明显降低。随着战场需求的增加，薄壁壳体战斗部对破片杀伤威力有了新的需求，亟需研究一种用于制造薄壁壳体战斗部的弹钢，兼顾高强度及高破片率性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高强度榴弹弹钢及其制备方法，使弹钢具备高强高韧高破片率的优良性能。

本发明提供的一种高强度榴弹弹钢，所述弹钢的化学成分按重量百分计为：C：0.47～0.53％；Si：0.80～1.10％；Mn：0.95～1.25％；B：0.01～0.015％；V：0.04～0.06％；余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明提供的一种高强度榴弹弹钢的制备方法，包括以下步骤：

铁水预脱硫、转炉冶炼、脱氧合金化、CAS搅拌炉外精炼、二次精炼、锻造、粗加工、热冲压、淬火、回火及精加工。

进一步地，所述淬火采用的保温时间为50min-70min，加热温度为880℃-900℃，冷却介质为油。

进一步地，所述回火采用的保温时间80min-100min，加热温度为450-470℃，冷却介质为水。

进一步地，所述铁水预脱硫采用KR铁水预处理，且硫的含量降低至低于0.002％。

进一步地，所述转炉冶炼采用BOF法转炉冶炼，氧气顶吹脱C。

进一步地，所述粗加工，将钢锭加工为具有一定尺寸的圆角方钢，且方钢表面粗糙度不低于3.2。

有益效果：

1、本发明通过调整碳钢中的Si、Mn、V、B等合金元素的含量，在保证现有弹钢强度的同时，提高了弹钢的破片率，特别是提高了强度约为1300MPa的弹钢的破片率，为武器装备的性能提升及新式武器装备的研发提供了可能性。

2、本发明针对提供的弹钢成分改进了制造工艺，通过热处理淬火及回火处理，金相组织主要为回火屈氏体组织，使得形成弹钢成品的屈服强度≥1300MPa、延伸率≥10％，具有高强高韧高破片率的优良性能。

具体实施方式

下面列举实施例，对本发明进行详细描述。