專利名稱:采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于機械制造鑄造技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)在通用低溫鋼的種類及其化學成分是
鋼號 ZG16Mn 的化學成分 % C 0. 12 O. 2,Si 0. 20 O. 50,Mn :1· 2 I. 6、S 彡 O. 045、P 彡 O. 04 ;鋼號 ZG09Mo2V 化學成分 % C :彡 O. 12、Si :0· 20 O. 50、Mn :1· 4 I. 8、R O. 02 O. 03,V 0. 02 O. 08,S ( O. 04,P ( O. 04 ;鋼號 ZG06MnNb 化學成分 % C :彡 O. 07、 SiO. 17 O. 37、Mn 1. 6 I. 8、Nb 0. 03 O. 04、V 0. 02 O. 08、S 彡 O. 03、P 彡 O. 03 ;鋼號 ZG06AlNbCuN 化學成分 % C ^ O. 08、Si ( O. 35、Mn 0. 8 I. 28、A10. 04 O. 15、CuO. 3 O. 4、NO. 01 O. 015、NbO. 04 O. 08、S 彡 O. 035、P 彡 O. 02。目前我國的低溫用鑄造低合金鋼性能是
鋼號ZG16Mn熱處理規(guī)范900°C正火600°C回火,V型缺口沖擊功J (-40°C ) 12,使用溫度。C為-40°C;鋼號ZG09Mo2V熱處理規(guī)范930°C正火670°C回火,V型缺口沖擊功J(_70°C)24,使用溫度。C為-70°C;鋼號ZG06MnNb熱處理規(guī)范930°C正火,V型缺口沖擊功J (-70°C)18. 5,使用溫度。C為_90°C ;鋼號ZG06AlNbCuN熱處理規(guī)范930°C正火,V型缺口沖擊功J(-60 0C >33, V型缺口沖擊功J (-80 0C >40, V型缺口沖擊功J (-IO(TC) I. 1,使用溫度。C為-100。。;
從上述化學組分和性能可以看出,低合金鋼的最低使用溫度為-100°C,而ZG16Mn的最低使用溫度為_40°C,且沖擊功只有12J。而鑄件使用的最低溫度為-175°C,_46°C時,沖擊功不低于18J。在最低使用溫度為_175°C時,不采用高合金鋼,而是用改性ZG16Mn替代高合金鋼,是不能達到低溫沖擊功要求的。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點,本發(fā)明提供一種能提高低溫沖擊功的采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,設定低合金鋼的化學成分及質(zhì)量百分比含量如下c為O. 16 O. 18、Si為O. 20 O. 38,Mn 為 I. 6 I. 8,Al ( O. 02,Cu ( O. OUS ( O. 025,P ( O. 025,RE 為 O. 12 O. 24、Pb ( O. OOUSn ( O. 001 ;
工藝步驟是對上述低合金鋼進行熔煉,以減少低熔點化合物及脆性物質(zhì),在熔煉的氧化期,脫碳量不低于O. 5%,不能出現(xiàn)過氧化造成后期增碳,當鋼水含磷量不大于O. 02%時才可進入還原期;在熔煉的還原期,造白渣脫硫,硫小于O. 025%時,進行出鋼澆鑄;在澆鑄時,根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點,制定鑄造工藝,以得到鑄件的晶粒細化。在鑄造時,冒口與熱節(jié)截面積比例不低于I. 8。
在鑄造時,澆道必須保證在澆鑄過程中不出現(xiàn)紊流。在鑄造時,保證鑄件順序凝固。本發(fā)明的積極效果是熔煉時低合金鋼將S、P、特別是P控制到最低限度,減少低熔點化合物及脆性物質(zhì);還原期添加TES,以期凝固時增加單位晶核數(shù)量從而提高晶粒度等級;在設定低合金鋼化學成分時,控制好Mn/C,已得到最佳的強度及韌性,從而提高低溫沖擊功。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。一種采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,在設定低合金鋼化學成分時,以不增加貴重金屬為前提,以得到鑄件最佳的強度及韌性,從而提高低溫沖擊功,所設定的低合金鋼化學成分如下c為O. 16 O. 18、Si為O. 20 O. 38、Mn為L 6 L 8、Al彡O. 02、 Cu ( O. 01、S ( O. 025、P ( O. 025、RE 為 O. 12 O. 24、Pb ( O. OOUSn ( O. 001。工藝步驟是對上述低合金鋼進行熔煉,以減少低熔點化合物及脆性物質(zhì),在熔煉的氧化期,脫碳量不低于O. 5%,不能出現(xiàn)過氧化造成后期增碳,當鋼水含磷量不大于O. 02%時才可進入還原期;在熔煉的還原期,造白渣脫硫,硫小于O. 025%時,進行出鋼澆鑄;在澆鑄時,根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點,制定鑄造工藝,以得到鑄件的晶粒細化;在鑄造時,冒口與熱節(jié)截面積比例不低于I. 8 ;在鑄造時,澆道必須保證在澆鑄過程中不出現(xiàn)紊流;在鑄造時,保證鑄件順序凝固。熔煉時嚴格執(zhí)行熔煉工藝,將S、P、特別是P控制到最低限度,減少低熔點化合物及脆性物質(zhì);還原期添加TES,以期凝固時增加單位晶核數(shù)量從而提高晶粒度等級。按化學成分的設定,控制好Mn/C,已得到最佳的強度及韌性,從而提高低溫沖擊功。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點,按工藝設計要點,制定不同的鑄造工藝,已得到鑄件的晶粒細化。本發(fā)明與以往的低溫鋼鑄件制作相比有下列優(yōu)勢
以往的低溫鋼鑄造,如要達到-100°c時以下的性能要求,需要含Ni的高合金鋼,原因是Ni能降低AC3點,細化晶粒;Ni的固溶軟化作用,減少間隙雜質(zhì)與位錯的交互作用;增加1%的含Ni量,可降低脆性轉(zhuǎn)變點20°C左右;由此增加含Ni量,能大幅度提高鋼的低溫沖擊功。但Ni是貴重金屬,靠增加含Ni量來提高鋼的低溫沖擊功,會大幅度增加材料成本。本發(fā)明采用低合金鋼材料,在不增加含Ni量的前提下,通過改變?nèi)蹮捁に?、鑄造工藝,鑄造出-100°c -175°c之間的低溫用鑄鋼件,大大降低了鑄造成本。本發(fā)明采用低合金鋼材料,較含Ni的高合金鋼相比,鑄造的工藝性能得到改善,因此對鑄件的結(jié)構(gòu)限制性要求降低,擴大了鑄件的適應性。
權(quán)利要求
1.一種采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,其特征在于設定低合金鋼的化學成分及質(zhì)量百分比含量如下C為O. 16 O. 18、Si為O. 20 O. 38、Mn為L 6 L 8、Al ( O. 02、Cu ( O. 01、S ( O. 025、P 彡 O. 025、RE 為 O. 12 O. 24、Pb ( O. 001、Sn ( O. 001 ; 工藝步驟是對上述低合金鋼進行熔煉,以減少低熔點化合物及脆性物質(zhì),在熔煉的氧化期,脫碳量不低于O. 5%,不能出現(xiàn)過氧化造成后期增碳,當鋼水含磷量不大于O. 02%時進入還原期;在熔煉的還原期,造白渣脫硫,硫小于O. 025%時,進行出鋼澆鑄;在澆鑄時,根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點,制定鑄造工藝,以得到鑄件的晶粒細化。
2.如權(quán)利要求I所述采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,其特征在于在鑄造時,冒口與熱節(jié)截面積比例不低于I. 8。
3.如權(quán)利要求I或2所述采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,其特征在于在鑄造時,澆道必須保證在澆鑄過程中不出現(xiàn)紊流。
4.如權(quán)利要求I所述采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,其特征在于在鑄造時,保證鑄件順序凝固。
5.如權(quán)利要求3所述采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,其特征在于在鑄造時,保證鑄件順序凝固。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用低合金鋼制作超低溫鋼的方法,設定低合金鋼的化學成分及質(zhì)量百分比含量如下C為0.16~0.18、Si為0.20~0.38、Mn為1.6~1.8、Al≤0.02、Cu≤0.01、S≤0.025、P≤0.025、RE為0.12~0.24、Pb≤0.001、Sn≤0.001;對上述低合金鋼進行熔煉,以減少低熔點化合物及脆性物質(zhì),在熔煉的氧化期,脫碳量不低于0.5%,不能出現(xiàn)過氧化造成后期增碳,當鋼水含磷量不大于0.02%時才可進入還原期;在熔煉的還原期,造白渣脫硫,硫小于0.025%時,進行出鋼澆鑄。熔煉時低合金鋼將S、P、特別是P控制到最低限度,減少低熔點化合物及脆性物質(zhì);從而提高低溫沖擊功。
文檔編號C22C38/60GK102965594SQ20121044046
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者王富才 申請人:韶關(guān)市新世科殼型鑄造有限公司