一種以含硼生鐵為加硼劑制備含硼微合金鋼的方法技術(shù)

一種以含硼生鐵為加硼劑制備含硼微合金鋼的方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，按以下步驟進(jìn)行：（1）按設(shè)定成分準(zhǔn)備工業(yè)純鐵、含硼生鐵、鈦鐵合金、金屬錳、鐵碳合金、硅鐵合金和純鋁作為原料；（2）將準(zhǔn)備的原料中的工業(yè)純鐵和鐵碳合金加入到感應(yīng)爐中，將待物料熔化后依次加入硅鐵合金、純鋁、鈦鐵合金、金屬錳和含硼生鐵，在真空條件下熔化，通入氬氣進(jìn)行精煉；（3）精煉結(jié)束后澆鑄成鑄錠，然后加熱至1200±10℃保溫0.5~2h；（4）將保溫后的鑄錠進(jìn)行兩階段軋制；終軋完成后獲得軋鋼；（5）將軋鋼以40~50℃/s的速度連續(xù)冷卻至530~560℃，然后空冷至室溫，制成含硼微合金鋼。本發(fā)明專利技術(shù)的方法綜合成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，制備的產(chǎn)品性能優(yōu)良，具有良好的應(yīng)用前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】，屬于冶金
，按以下步驟進(jìn)行：（1）按設(shè)定成分準(zhǔn)備工業(yè)純鐵、含硼生鐵、鈦鐵合金、金屬錳、鐵碳合金、硅鐵合金和純鋁作為原料；（2）將準(zhǔn)備的原料中的工業(yè)純鐵和鐵碳合金加入到感應(yīng)爐中，將待物料熔化后依次加入硅鐵合金、純鋁、鈦鐵合金、金屬錳和含硼生鐵，在真空條件下熔化，通入氬氣進(jìn)行精煉；（3）精煉結(jié)束后澆鑄成鑄錠，然后加熱至1200±10℃保溫0.5~2h；（4）將保溫后的鑄錠進(jìn)行兩階段軋制；終軋完成后獲得軋鋼；（5）將軋鋼以40~50℃/s的速度連續(xù)冷卻至530~560℃，然后空冷至室溫，制成含硼微合金鋼。本專利技術(shù)的方法綜合成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，制備的產(chǎn)品性能優(yōu)良，具有良好的應(yīng)用前景。【專利說明】
本專利技術(shù)屬于冶金
，特別涉及。
技術(shù)介紹
利用高爐鐵硼分離工藝流程獲得的含硼生鐵，具有來源方便、價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，主要作為硼的添加劑用于生產(chǎn)耐磨鑄鐵。為了更合理地利用有限的硼資源，對硼鐵礦堅(jiān)持以提取富硼渣為主，而剩下的含硼生鐵可以利用于其它方面。利用含硼生鐵直接冶煉硼鋼是一個(gè)具有實(shí)際意義、合理利用硼鐵礦資源的研究課題。直接以含硼生鐵作為原料冶煉的硼鋼，對含硼生鐵中硼的品位高低要求不高，由于含硼生鐵中硅和硫含量較高，需對含硼生鐵進(jìn)行充分脫硅和脫硫；含硼生鐵中硼含量約為 0.2(Tl.0%，為保證所冶煉的含硼鋼中硼含量在國標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)(< 0.0040%),大部分硼在冶煉過程中直接被氧化或者氮化，導(dǎo)致硼的實(shí)際收得率偏低；為了充分利用含硼生鐵中的硼元素，對含硼生鐵的再利用需要另辟蹊徑。用含硼生鐵取代硼鐵合金作為鋼中硼的添加劑制備硼鋼是一個(gè)新嘗試，但對比含硼生鐵和硼鐵合金的成分可知，含硼生鐵中硼含量很低，而C、S含量卻高很多，這就導(dǎo)致鋼中的S含量相對較高，在實(shí)際利用含硼生鐵時(shí)如何利用含硼生鐵中的硼的積極作用來抵消雜質(zhì)S的消極作用，是目前急需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有含硼生鐵在冶煉硼鋼技術(shù)中存在的上述問題，本專利技術(shù)提供，在碳錳鋼基礎(chǔ)上，以含硼生鐵作為硼的添加劑，單獨(dú)添加微量硼元素，利用兩階段控軋軋制與控制冷卻工藝，開發(fā)出高強(qiáng)韌性的含硼微合金鋼。本專利技術(shù)的方法按以下步驟進(jìn)行: 1、按設(shè)定成分準(zhǔn)備工業(yè)純鐵、含硼生鐵、鈦鐵合金、金屬錳、鐵碳合金、硅鐵合金和純鋁作為原料； 2、將準(zhǔn)備的原料中的工業(yè)純鐵和鐵碳合金加入到感應(yīng)爐中，在真空度fIOPa條件下將全部物料熔化直至液面靜止，然后通入氬氣至真空度在300(T4(KK)Pa，依次加入硅鐵合金、純鋁、鈦鐵合金、金屬錳和含硼生鐵，在溫度158(T162(TC條件下進(jìn)行精煉，至熔體表面靜止時(shí)完成精煉； 3、精煉結(jié)束后將熔體在真空度300(T4000Pa和溫度158(Tl60(TC條件下澆鑄成鑄錠，然后將鑄錠加熱至1200±10°C并保溫0.5~2h ； 4、將保溫后的鑄錠進(jìn)行兩階段軋制；第一階段開軋溫度為100(Tll5(rC，終軋溫度為90(T950°C，壓下量為40~60% ;第二階段開軋溫度為90(T95(TC，終軋溫度為80(T83(TC，壓下量為70-80% ;終軋完成后獲得軋制鋼板； 5、將軋制鋼板以4(T50°C/s的速度連續(xù)冷卻至53(T560°C，然后空冷至室溫，制成含硼微合金鋼，其成分按重量百分比含C 0.08~0.12%，Si 0.3~0.4%，Mn 1.5~1.8%，Ti.0.03~0.04%, B 0.0015~0.0025%, Al 0.03~0.05%, S ≤ 0.015%, P ≤ 0.020%，余量為 Fe。上述的含硼微合金鋼的屈服強(qiáng)度為70(T750MPa，抗拉強(qiáng)度為780~800 MPa,斷后伸長率為17~18%。上述的含硼微合金鋼的室溫沖擊功為65~70J，-400C的沖擊功為64~66J。上述的含硼生鐵的成分按重量百分比含C 3.0-3.8%、Si 2.0^3.2%、Mn.0.08~0.12%、P ≤0.06%、S ≤ 0.12%、B 0.20~1.0%，余量為 Fe。上述的鈦鐵合金的成分按重量百分比含C 0.25~0.30%、Si 0.40~0.50%、V.2.8~3.0%、P ≤ 0.03%、S ≤ 0.03%、Al 4.2~4.5%、Ti 69~71%，余量為 Fe。上述的金屬錳的成分按重量百分比含C 0.07~0.08%、Si 0.30~0.4%、P≤0.03%、S ≤ 0.03%、Fe 1.5~1.8%、余量為 Mn。上述的鐵碳合金的成分按重量百分比含C 3.10-4.00%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。上述的硅鐵合金的成分按重量百分比含Si 74~76%、C 0.15~0.20%、P≤0.040%、S^0.020%, Al 1.5~1.8%，余量為 Fe。上述的純鋁的重量純度≥99%。上述的工業(yè)純鐵的重量純度≥99%，C的重量含量≤ 0.02%。本專利技術(shù)的方法通過采用含硼生鐵作為加硼劑，通過設(shè)置精煉和軋制條件，制成性能良好的含硼微合金鋼；制備過程中不添加其它附加值較高的合金元素Cr、Mo、Ni等及Nb、V等微合金元素，少加微量鋁和鈦以脫氧和去氮，保證冶煉時(shí)能盡量避免硼被氧化和氮化。本專利技術(shù)的方法綜合成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，制備的產(chǎn)品性能優(yōu)良，具有良好的應(yīng)用前景。【具體實(shí)施方式】本專利技術(shù)實(shí)施例中采用的鐵碳合金是由純鐵和石墨熔煉制成，采用的石墨為市購高純石墨，含碳量99.99%。本專利技術(shù)實(shí)施例中采用的工業(yè)純鐵、含硼生鐵、鈦鐵合金、金屬錳、硅鐵合金和純鋁為市購產(chǎn)品。本專利技術(shù)實(shí)施例中采用的感應(yīng)爐為真空中頻感應(yīng)爐。本專利技術(shù)實(shí)施例中在溫度1200±10°C條件下保溫0.5~2h采用的設(shè)備為電加熱爐。本專利技術(shù)實(shí)施例中以4(T50°C /s的速度冷卻是采用水幕冷卻方式進(jìn)行冷卻，冷卻速度通過噴頭數(shù)量和水量進(jìn)行控制。本專利技術(shù)實(shí)施例中軋制采用的設(shè)備為在東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(RAL)的Φ450熱軋機(jī)組。本專利技術(shù)實(shí)施例中對產(chǎn)品進(jìn)行性能測試是采用GB/T 228-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法和國標(biāo)GB/T 229-2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)；沖擊樣品為小試樣，尺寸為55mmX 10mmX 5mm, V型,測得的沖擊功為標(biāo)準(zhǔn)沖擊功的一半。實(shí)施例1 按設(shè)定成分準(zhǔn)備工業(yè)純鐵、含硼生鐵、鈦鐵合金、金屬錳、鐵碳合金、硅鐵合金和純鋁作為原料； 其中含硼生鐵的成分按重量百分比含C 3.l%、Si 2.2%、Mn 0.08 %、P 0.05%,S 0.10%、B 0.85%，余量為 Fe ； 鈦鐵合金的成分按重量百分比含C 0.25%、Si 0.43%、V 2.8%、P 0.03%、S 0.03%、Al4.5%、Ti 69.0%，余量為 Fe; 金屬錳的成分按重量百分比含C 0.072%、Si 0.30%、P 0.02%、S 0.03%、Fe 1.8%、余量為Mn ； 鐵碳合金的成分按重量百分比含C 3.10%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)； 硅鐵合金的成分按重量百分比含Si 76%、C 0.15%, P 0.035%、S0.016%、Al 1.8%，余量為Fe ； 將準(zhǔn)備的原料中的工業(yè)純鐵和鐵碳合金加入到感應(yīng)爐中，在真空度flOPa條件下將全部物料熔本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種以含硼生鐵為加硼劑制備含硼微合金鋼的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：（1）按設(shè)定成分準(zhǔn)備工業(yè)純鐵、含硼生鐵、鈦鐵合金、金屬錳、鐵碳合金、硅鐵合金和純鋁作為原料；（2）將準(zhǔn)備的原料中的工業(yè)純鐵和鐵碳合金加入到感應(yīng)爐中，在真空度1~10Pa條件下將全部物料熔化直至液面靜止，然后通入氬氣至真空度在3000~4000Pa，依次加入硅鐵合金、純鋁、鈦鐵合金、金屬錳和含硼生鐵，在溫度1580~1620℃條件下進(jìn)行精煉，至熔體表面靜止時(shí)完成精煉；（3）精煉結(jié)束后將熔體在真空度3000~4000Pa和溫度1580~1600℃條件下澆鑄成鑄錠，然后將鑄錠加熱至1200±10℃并保溫0.5~2h；（4）將保溫后的鑄錠進(jìn)行兩階段軋制；第一階段開軋溫度為1000~1150℃，終軋溫度為900~950℃，壓下量為40~60%；第二階段開軋溫度為900~950℃，終軋溫度為800~830℃，壓下量為70~80%；終軋完成后獲得軋制鋼板；（5）將軋制鋼板以40~50℃/s的速度冷卻至530~560℃，然后空冷至室溫，制成含硼微合金鋼，其成分按重量百分比含C?0.08~0.12%，Si?0.3~0.4%，Mn?1.5~1.8%，Ti?0.03~0.04%，B?0.0015~0.0025%，Al?0.03~0.05%，S≤0.015%，P≤0.020%，余量為Fe。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛向欣，張志宏，高永亮，段培寧，
申請(專利權(quán))人：東北大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧;21