專利名稱：奧貝馬鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種奧氏體、貝氏體和馬氏體組成的復(fù)相組織鋼，屬于材料學(xué)及冶金技術(shù)領(lǐng)域。
三十年代初，美國人貝恩(E.C.Bain)等發(fā)現(xiàn)低合金鋼在中溫等溫下可獲得一種高溫轉(zhuǎn)變及低溫轉(zhuǎn)變相異的組織，后被人們稱為貝氏體，該組織具有較高的強韌性配合。五十年代，英國皮克林(P.B.Pickering)等發(fā)明了Mo-B系空冷貝氏體鋼，Mo對中溫轉(zhuǎn)變推遲作用顯著低于高溫轉(zhuǎn)變，而B可顯著推遲鐵素體轉(zhuǎn)變，而對高溫轉(zhuǎn)變影響小。Mo與B結(jié)合就可使鋼在相當寬的連續(xù)冷卻速度范圍內(nèi)獲得貝氏體組織。Mo-B系貝鋼的出現(xiàn)受到世人很大重視，但因Mo原料價格昂貴，同時又因Mo-B鋼貝氏體起始轉(zhuǎn)變溫度高，產(chǎn)品強韌性差，為降低此溫度，必需將Mo-B鋼復(fù)合金化，從而進一步提高價格，故推廣應(yīng)用及發(fā)展受到限制。我國材料科學(xué)家柯俊、陳南平和方鴻生等于70年代初，發(fā)現(xiàn)Mn在一定含量時，可使過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線上存在明顯的河灣，使鋼的上、下C曲線分離，Mn與B相結(jié)合，使高溫轉(zhuǎn)變孕育期明顯長于中溫轉(zhuǎn)變，以此成功地用普通元素合金化，發(fā)明出Mn-B系空冷貝氏體鋼，其缺點是工業(yè)化程度低，因B的氧化性強，鋼中很難殘存，很難發(fā)揮作用，有效利用率低。
本發(fā)明的目的在于，彌補已有技術(shù)的不足，提供一種耐熱、耐磨、強度韌性好的新型奧貝馬鋼。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種上述奧貝馬鋼的制造方法。
本發(fā)明的奧貝馬鋼的化學(xué)成分重量百分比組成如下碳C 0.05～1.5％錳Mn 0.5～3.0％鉻Cr 0～1.5％硅Si 0.3～2.6％硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％鉬Mo 0.1～1.2％硼B(yǎng) 0～0.08％稀土REM 0～0.08％鈮Nb 0～0.05％或釩V 0～1.2％或鈦Ti 0～0.09％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
本發(fā)明優(yōu)選以下配比，均為重量百分比碳C 0.1～1.0％錳Mn 1.4～2.8％鉻Cr 0.2～1.2％硅Si 1.2～2.5％
硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％鉬Mo 0.3～0.5％硼B(yǎng) 0～0.008％稀土REM 0.003～0.02％鈮Nb 0.01～0.05％或釩V 0.08～1.2％或鈦Ti 0.01～0.09％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
從以上化學(xué)成份組成可以看出，本發(fā)明的奧貝馬鋼含碳量較低，而Mn量明顯增大，以Mo代B來保證大量貝氏體的轉(zhuǎn)變，Mo的有效利用率可達90％以上。對于脫氧特別充分的鋼水可以加微量B。硫、磷作為雜質(zhì)含量越少越好。
本發(fā)明在材料科學(xué)與技術(shù)上的發(fā)展在于(1)突破了空冷貝氏體鋼必須加入Mo，W，B的傳統(tǒng)設(shè)計思路；(2)以適量Mn，Si在獲空冷奧貝馬氏體同時，還可顯著降低貝氏體相變溫度(Bs)增韌增強，而Mo-B系貝鋼達同樣效果則需復(fù)合金化，大增成本。上述效果是因適量的Mn，Si可導(dǎo)致在中溫下相界有Mn富集，對相界遷移起拖曳作用，同時Mn顯著降低貝氏體相變驅(qū)動力，使貝氏體相變溫度降低，細化貝氏體結(jié)構(gòu)，Si可以促使在晶間形成均勻的確奧氏體。
本發(fā)明奧貝馬鋼的制造方法包括步驟如下1.高爐鐵水預(yù)處理后入轉(zhuǎn)爐；此時可再加入廢鋼及石灰、螢石、礦石等散裝料；2.脫氧合金化；3.鋼水爐外精煉；4.連鑄；5.鑄坯；進行下述6或7的操作；6.鑄坯在700℃～800℃時空冷得鑄件；7.鑄坯軋制；8.終軋；9.在850℃～900℃矯直，空冷得產(chǎn)品。
奧貝馬鋼是一種有奧氏體、貝氏體和馬氏體組成的復(fù)相組織，其具有良好的綜合性能，高強度、高硬度、高韌性及好的可焊性，制造工藝簡單、成本低、效益高及市場競爭力強等優(yōu)點。奧貝馬新型耐熱、耐磨鋼可廣泛應(yīng)用于冶金礦山、機械、建材、鐵路、電力及化工等行業(yè)的各種耐熱、耐磨件。其主要特點是1.熱成型后空冷自硬，可免除傳統(tǒng)的淬火或淬火、回火工藝，從而可節(jié)約大量的熱處理費用僅此一項噸鋼可節(jié)約400～600元/噸。
2.免除淬火過程中產(chǎn)生的變形、開裂、氧化及脫碳等缺陷。
3.大幅度降低原材料及鐵合金成本，奧貝馬鋼的原材料成本僅是Ni、Cr合金鋼的1/3～1/2。
4.產(chǎn)品整體硬化，強韌性好及耐熱抗氧化性能，可在高溫下保持高強度、高硬度及良好的沖擊韌性。奧貝馬新型耐熱、耐磨鋼改變了一般貝氏體鋼中的碳物存在形態(tài)，從而使在工作載荷下，裂紋不易萌生及擴展。
5.解決了材料的強度與焊接性能這一對矛盾，眾所周知，鋼鐵材料均是隨含碳量的增加，強度硬度隨之升高，但焊接性能卻隨之大大惡化，新型奧貝馬鋼碳含量可控在較低的范圍內(nèi)，不僅使材料具有較好的強、韌性統(tǒng)一結(jié)合，同時又有良好的焊接性能。
6.可用于冶金、礦山、機械、建材、交通、電力、電子及化工等行業(yè)的各種高強度高韌性鋼及耐熱、耐磨件、鑄鋼件、各類機械及汽車部件、彈簧、工程結(jié)構(gòu)用鋼、塑料及橡膠模具、堆焊焊條等。
附

圖1是本發(fā)明奧貝馬鋼金相顯微組織圖。
附圖2是Ni-Cr鋼金相顯微組織圖。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1.奧貝馬鋼化學(xué)組成，均為重量百分比。
碳C 0.5％錳Mn 2.0％鉻Cr 0.8％硅Si 1.8％硫S 0.02％磷P 0.02％鉬Mo 0.4％硼B(yǎng) 0.004％稀土REM 0.01％鈮Nb 0.03％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
實施例2.奧貝馬鋼化學(xué)組成，均為重量百分比。
碳C 0.2％錳Mn 1.2％鉻Cr 0.3％硅Si 1.5％硫S 0.01％磷P 0.01％鉬Mo 0.2％硼B(yǎng) 0稀土REM 0.004％釩V 0.08％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
實施例3.奧貝馬鋼化學(xué)組成，均為重量百分比。
碳C 1.2％錳Mn 2.8％
鉻Cr1.0％硅Si2.5％硫S 0.035％磷P 0.035％鉬Mo1.0％硼B(yǎng) 0.008％稀土REM 0.02％鈦Ti0.08％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
實施例4.奧貝馬鋼的制造方法包括步驟如下高爐鐵水預(yù)處理后入轉(zhuǎn)爐；此時再加入廢鋼及石灰、螢石、礦石等散裝科；脫氧合金化；鋼水爐外精煉；連鑄；鑄坯；鑄坯在700℃時空冷得鑄件；鑄坯軋制；終軋；在850℃矯直，空冷得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種奧貝馬鋼，其特征在于，化學(xué)成分重量百分比組成如下碳C 0.05～1.2％錳Mn 0.5～3.0％鉻Cr 0.2～1.2％硅Si 0.3～2.6％硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％鉬Mo 0.1～1.0％硼B(yǎng) 0～0.08％稀土REM 0.003～0.02％鈮Nb 0.01～0.05％或釩V 0.08～1.2％或鈦Ti 0.01～0.09％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
2.如權(quán)利要求1所述的奧貝馬鋼，其特征在于，化學(xué)成分重量百分比組成如下碳C 0.1～1.0％錳Mn 1.4～2.8％鉻Cr 0.2～1.2％硅Si 1.2～2.5％硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％鉬Mo 0.3～0.5％硼B(yǎng) 0～0.008％稀土REM 0.003～0.02％鈮Nb 0.01～0.05％或釩V 0.08～1.2％或鈦Ti 0.01～0.09％余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
3.一種權(quán)利要求1奧貝馬鋼的制造方法，包括步驟如下(1)高爐鐵水預(yù)處理后入轉(zhuǎn)爐；此時可再加入廢鋼及石灰、螢石、礦石等散裝料；(2)脫氧合金化；(3)鋼水爐外精煉；(4)連鑄；(5)鑄坯；進行下述6或7的操作；(6)鑄坯在700℃～800℃時空冷得鑄件；(7)鑄坯軋制；(8)終軋；(9)在850℃～900℃矯直，空冷得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種奧氏體、貝氏體和馬氏體組成的復(fù)相組織鋼,屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。奧貝馬鋼化學(xué)成分為:0.05～1.5%C,0.5～3.0%Mn,0～1.5%Cr,0.3～2.6%Si,0.1～1.2%Mo,0～0.08%B,0～0.08%稀土,以及0～0.05%Nb或0～1.2%V或0～0.09%Ti,余量鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。具有良好的綜合性能,高強度、高硬度、高韌性及好的可焊性,制造工藝簡單、成本低。
文檔編號C22C38/28GK1265430SQ0011091
公開日2000年9月6日 申請日期2000年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月29日
發(fā)明者孫傳水 申請人:濟南濟鋼設(shè)計院