[发明专利]一种钒氮微合金化中碳锰系气瓶用钢及其制备方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，具体是一种钒氮微合金化中碳锰系气瓶用钢及其制备方法，按质量百分含量计，所述钒氮微合金化中碳锰系气瓶用钢的化学组分包括：C：0.34～0.38％、Si：0.17～0.37％、Mn：1.60～1.70％、N：0.007～0.012％、V：0.01～0.04％、Al：0.01～0.05％、P≤0.015％、S≤0.010％、O≤20×10supgt;‑4/supgt;％，H≤2×10supgt;‑4/supgt;％，其余为Fe和其他不可避免的杂质元素。所述制备方法包括以下步骤：电炉/转炉冶炼→LF炉精炼+VD/RH真空脱气处理→连铸→热送/缓冷→轧制成材→正火处理→检验。本发明钢种通过向中碳锰钢中加入Mn、V、N、Al元素，制定合适的连铸、轧制工艺，提高了钢材的正火后性能，保证了气瓶的屈服强度、低温冲击韧性、断后伸长率满足用户要求。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种钒氮微合金化中碳锰系气瓶用钢及其制备方法。

背景技术

37Mn作为一种中碳锰系气瓶用钢用途极为广泛，由于在其正火后性能不稳定，不能满足用户使用标准要求，因此通过加入微量合金元素以合理的工艺控制手段提高、稳定其性能是十分必要的。

中国专利申请CN103114258A公开了“一种含稀土的37Mn高压气瓶坯及其生产方法”，采用“高炉铁水-铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-VD真空脱气-钙处理-加入稀土-大方坯连铸-轧制200mm×200mm规格成品坯-取样-试样热处理-检验”生产工艺制成。

中国专利申请CN105331885A公开了一种气瓶用钢37Mn圆坯的生产方法，高炉→顶底复吹转炉→LF精炼炉→VD真空炉→圆坯连铸机→检验→入库。生产气瓶用钢37Mn圆坯化学成分控制严格，整批供货均匀、波动小；采用顶底复吹技术，吹炼平稳，成分和温度命中率高；LF、VD精炼工序配有钢包全过程底吹氩及钢包喂丝设备，可以有效脱除钢中气体，降低钢中夹杂物含量，提高钢水纯净度；连铸工序采用结晶器电磁搅拌、低过热度浇注来保证圆坯质量。

中国专利CN105695659B公开了一种生产断面尺寸为的37Mn圆管钢铸坯质量控制方法。该方法包括转炉冶炼、LF炉精炼钢水、RH真空处理以及连铸钢水等步骤，首先，在钢水冶炼阶段按照合理的参数控制，提高了钢水的纯净度，并通过对钢液进行微钛处理，改善了其高温塑性，降低了钢种裂纹敏感性，随后在钢水浇注的过程中，采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，使得钢液成分和温度均匀化，坯壳均匀生长，铸坯凝固组织得到有效改善，疏松评级提高、等轴晶区域面积扩大、圆坯中心区域致密性得到有效提高，铸坯裂纹缺陷得到有效控制，表面无清理率得到提高改善，轧材质量控制良好且稳定。

中国专利CN105586531B公开了一种可有效控制37Mn圆管坯钢铸坯质量的生产方法，包括依次进行的转炉冶炼、LF炉精炼、RH真空处理和连铸步骤；连铸步骤中，结晶器电磁搅拌参数为搅拌电流300～400A，频率2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为搅拌电流100～250A，频率4.0～7.0Hz；过热度控制在20～35℃；拉速控制在0.75～0.90m/min；结晶器冷却控制在2400～2500L/min；二冷比水量控制在0.21～0.30L/kg钢。

中国专利CN107747041B公开了一种正火态锰系气瓶钢及其制备方法，所述气瓶钢按照质量百分比计所述气瓶钢的组成包括：C 0.36～0.40％，Si 0.17～0.37％，Mn 1.55～1.70％，Cr≤0.25％，Mo≤0.10％，V≤0.05％，S≤0.005％，P≤0.015％，N 40～100ppm，余量为Fe。所述正火态锰系气瓶钢及其制备方法使用“转炉+精炼(LF+VD)+连铸”的生产工艺，在气瓶钢中加入Cr、Mo、V和N元素，通过精炼过程中合理的造渣制度，显著提高并稳定气瓶钢在正火态下的屈服强度及冲击韧性，节约后续热处理成本。

上述专利申请所公开气瓶用钢的成分与本发明不同，最后能达到的性能也不相同。本发明的气瓶用钢给出其成分、低倍、非金属夹杂物、性能要求等具体指标数值，还公开了生产此类钢种的生产方法。