一種高性能鋼材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高性能鋼材。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能鋼材(HPS)是指那些抗拉強(qiáng)度、韌性、可焊性、耐高溫、熱軋成型性及耐腐蝕性能比傳統(tǒng)的低碳鋼更為優(yōu)質(zhì)的鋼材，該類等級(jí)鋼材的應(yīng)用通常能夠降低成本、減小構(gòu)建尺寸、減輕結(jié)構(gòu)重量以及減少焊接作業(yè)量，最為重要的是，由于這些新等級(jí)的鋼材改善了耐久性能、抗疲勞性能，從而減少了材料用量、材料的更換頻率，對(duì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有很大的貢獻(xiàn)。
[0003]特別是在隧道、橋梁、建筑建造領(lǐng)域，不僅需要使用高強(qiáng)度材料，同時(shí)還要滿足使用領(lǐng)域的安裝和加工的要求，高性能鋼材(HPS)充分滿足了這些要求；這些具有較好經(jīng)濟(jì)性的鋼材在隧道、橋梁和建筑結(jié)構(gòu)中擁有廣闊的應(yīng)用前景，并提供了新型、高效、美觀的結(jié)構(gòu)解決方案。
[0004]隨著現(xiàn)代工程建造的要求不斷提高，對(duì)高性能鋼材(HPS)的各項(xiàng)性能的要求也越來(lái)越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上要求，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高性能鋼材，該鋼材耐腐蝕、耐高溫,可焊性高,韌性好、強(qiáng)度高,抗疲勞性能高、機(jī)械加工性能好。
[0006]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的該種高性能鋼材，各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下:c:彡 0.10 %，S1:彡 0.10 %，Mn:0.30 ?0.40 %，P:彡 0.018 %，S:(0.012%, Cr:0.35 ?0.45%，Ni:0.40 ?0.45%，Mo:0.30 ?0.40%，Cu:彡 0.20%，Al:0.015 ?0.050 %，T1:0.01 ?0.045 %，氣體含量 H:彡 2.0ppm, O: ( 35ppm, N:(95ppm, As+Sn+Pb+Sb+Bi ( 0.050%, As ^ 0.03%, Sn ^ 0.020%，碳當(dāng)量 Ceq=C+Mn /6+(Cr+Mo+V) / 5+(Ni+Cu) / 15彡0.44，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的該種高性能鋼材的優(yōu)選方案是，各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下:C:0.07 ?0.09 %，S1:彡 0.10 %，Mn:0.30 ?0.40 %，P:^ 0.018%, S:彡 0.012%, Cr:0.42%, Ni:0.40 ?0.45 %，Mo:0.37%, Cu: ^ 0.20 %,Al:0.015 ?0.050 %，T1:0.01 ?0.045 %，氣體含量 H:彡 2.0ppm, O: ( 30ppm, N:(95ppm, As+Sn+Pb+Sb+Bi ( 0.050%, As ^ 0.03%, Sn 彡 0.020%，碳當(dāng)量 Ceq=C+Mn /6+(Cr+Mo+V) / 5+(Ni+Cu) / 15彡0.44，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]本發(fā)明提供的該種高性能鋼材，其煉鋼工藝采用電爐+爐外精煉+VO真空脫氣處理，上述工藝皆為冶煉行業(yè)的常規(guī)技術(shù)，且各種元素的控制手段也被本領(lǐng)域的煉鋼公司熟練掌握，在此不再贅述。
[0009]本發(fā)明提供的該種高性能鋼材，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、耐腐蝕、耐高溫；
[0011]2、可焊性高；
[0012]3、韌性好、強(qiáng)度高；
[0013]4、耐疲勞性能高；
[0014]5、機(jī)械加工性能好。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明，但不做對(duì)其的限定:
[0016]本發(fā)明提供一種高性能鋼材，各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下:C:彡 0.10 %，S1:彡 0.10 %，Mn:0.30 ?0.40 %，P:彡 0.018 %，S:彡 0.012 %，Cr:0.35 ?0.45 %，N1:0.40 ?0.45 %，Mo:0.30 ?0.40 %，Cu:彡 0.20 %，Al:0.015 ?0.050 %，T1:0.01 ?0.045 %,氣體含量 H: (2.0ppm,O: ( 35ppm, N: ( 95ppm,As+Sn+Pb+Sb+Bi ( 0.050 %, As ^ 0.03 %, Sn ^ 0.020 %,碳當(dāng)量 Ceq=C+Mn /6+(Cr+Mo+V) / 5+(Ni+Cu) / 15彡0.44，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0017]本發(fā)明的組分中，C主要與其他元素形成碳合物，起組織強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的作用，使鋼材強(qiáng)度增加；Si在煉鋼過(guò)程中作為還原劑和脫氧劑，Si和Mo、Cr等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，超過(guò)0.5%時(shí)，會(huì)造成鋼的韌性下降，降低鋼的焊接性能；Mn主要起固溶強(qiáng)化和降低相變溫度，提高鋼材強(qiáng)度的作用；雜質(zhì)元素P、S等含量下線不做限制，在工藝設(shè)備能力下盡可能降低，以達(dá)到鋼質(zhì)純凈、力學(xué)性能均勻的目的；Cr在鋼板中能提高淬透性和固溶強(qiáng)化，能夠提高鋼在熱處理狀態(tài)下的強(qiáng)度和硬度；Ni主要作用是增大奧氏體的過(guò)冷度，從而細(xì)化組織，取得強(qiáng)化效果，另外還能增加鋼的耐大氣腐蝕能力，提高低溫沖擊韌性和降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度；Mo可以顯著提高鋼的淬透性，同時(shí)能夠提高回火穩(wěn)定性，本發(fā)明嚴(yán)格控制Mo的含量，是因?yàn)槿绻鸐o的含量過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致鋼材的焊接性能下降；Cu可以明顯提高鋼板的耐腐蝕性，同時(shí)提高強(qiáng)度；A1可以提高鋼材的強(qiáng)度和硬度；Ti在鋼中可以固化N元素，細(xì)小的TiN粒子可有效阻礙鋼在加熱時(shí)的奧氏體晶粒長(zhǎng)大，并且能顯著地改善鋼的焊接性能。鋼中的殘余元素As、Sn、Pb、Sb、Bi對(duì)鋼的性能有相當(dāng)大的影響，特別是耐腐蝕性能，因此應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制其含量。
[0018]實(shí)施例1:一種高性能鋼材，各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下:C:0.07?0.09%, Si 0.10%, Mn:0.30 ?0.40%, P:彡 0.018%, S:彡 0.012%, Cr:0.42%, Ni:0.40 ?0.45%, Mo:0.37%, Cu 0.20%, Al:0.015 ?0.050%, Ti:0.01 ?0.045%，氣體含量 H:彡 2.0ppm,O:( 30ppm, N:( 95ppm, As+Sn+Pb+Sb+Bi ( 0.050%, As ^ 0.03%,Sn 彡 0.020%，碳當(dāng)量 Ceq=C+Mn / 6+ (Cr+Mo+V) / 5+(Ni+Cu) / 15 彡 0.44，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0019]以上已對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容作了詳細(xì)說(shuō)明。對(duì)本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見(jiàn)的改動(dòng)，都不會(huì)超出本申請(qǐng)所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高性能鋼材，其特征在于，各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下:c 0.10%,Si 0.10%, Mn:0.30 ?0.40%, P 0.018%, S 0.012%, Cr:0.35 ?0.45%, Ni:0.40 ?0.45 %，Mo:0.30 ?0.40 %，Cu:彡 0.20 %，Al:0.015 ?0.050 %, T1:0.01 ?0.045%，氣體含量 H:彡 2.0ppm, 0..( 35ppm, N:彡 95ppm, As+Sn+Pb+Sb+Bi ( 0.050%,As 彡 0.03%，Sn 彡 0.020%，碳當(dāng)量 Ceq=C+Mn / 6+ (Cr+Mo+V) / 5+(Ni+Cu) / 15 彡 0.44，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋼材，其特征在于，各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下:C:0.07 ?0.09 %，S1:彡 0.10 %，Mn:0.30 ?0.40 %，P:彡 0.018 %，S:(0.012 %, Cr:0.42 %, N1:0.40 ?0.45 %，Mo:0.37 %, Cu: ^ 0.20 %, Al:0.015 ?.0.050 %，T1:0.01 ?0.045 %,氣體含量 H: (2.0ppm,O: ( 30ppm, N: ( 95ppm,As+Sn+Pb+Sb+Bi ( 0.050 %, As ^ 0.03 %, Sn ^ 0.020 %,碳當(dāng)量 Ceq=C+Mn /.6+(Cr+Mo+V) / 5+(Ni+Cu) / 15彡0.44，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋼材料領(lǐng)域，提供一種高性能鋼材，該鋼材的各個(gè)元素的重量百分比含量范圍如下：C：≤0.10％，Si：≤0.10％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.018％，S：≤0.012％，Cr：0.35～0.45％，Ni：0.40～0.45％，Mo：0.30～0.40％，Cu：≤0.20％，Al：0.015～0.050％，Ti：0.01～0.045％，氣體含量H：≤2.0ppm，0：≤35ppm，N：≤95ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.050％，As≤0.03％，Sn≤0.020％，碳當(dāng)量Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Ni+Cu)／15≤0.44，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。該鋼材耐腐蝕、耐高溫，可焊性高，韌性好、強(qiáng)度高，耐疲勞性能高、機(jī)械加工性能好。
【IPC分類】C22C38/60, C22C38/50
【公開(kāi)號(hào)】CN105002442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410154108
【發(fā)明人】凌敏
【申請(qǐng)人】北京中昊創(chuàng)業(yè)交通科學(xué)應(yīng)用技術(shù)研究發(fā)展中心
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2014年4月17日