[发明专利]一种工程机械用高强度钢材的生产工艺

摘要

本发明属于冶金工业技术领域，具体涉及一种工程机械用高强度钢材的生产工艺；利用精准的元素配比获得一种高强度的工程机械用合金钢，该钢材还添加多种稀有金属元素来提高各项性能；本发明包括以下生产工艺（1）钢水预处理，（2）连铸和加热轧制，（3）淬火处理，（4）回火处理。淬火过程利用快速冷却系统快速精准降温来提高钢材的强度；回火处理过程安排了两道冷却工序，以此使得钢材获得更好的韧性。本发明提供的一种工程机械用高强度钢材的生产工艺所生产的钢材，具有抗拉强度高，延展性和韧性较好，且工艺相对简单，生产成本较低的优点。

主权项

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。