專利名稱：一種含稀土La高強(qiáng)度鋼板及其熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種含稀土 La高強(qiáng)度鋼板及其熱處理工藝，屬于鋼鐵材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，稀土鋼品種已經(jīng)突破80多種，但真正工業(yè)化生產(chǎn)不到20種。稀土元素鑭金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬，鑭加入純凈鋼中，可改變鋼材微觀組織形貌，可變質(zhì)夾雜物和改善夾雜物形態(tài)，提高了純凈鋼的性能。加入適當(dāng)?shù)蔫|元素可使純凈鋼冷卻轉(zhuǎn)變組織發(fā)生明顯變化，在冰鹽水淬火時，La使Y — α多型性轉(zhuǎn)變按塊狀相變方式進(jìn)行，鐵素體晶界呈現(xiàn)不規(guī)則形貌，鐵素體晶粒呈塊狀，有時呈條片狀或針狀。鑭在晶界的偏聚是造成碳錳系列純凈鋼組織和相變過程變化的主要原因?！跋⊥?La對5CrNiMo模具鋼力學(xué)性能的影 響”一文(《北京科技大學(xué)學(xué)報》2007，29 (12) =1209-1211)中研究了加入稀土 La后5CrNiMo鋼的強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性變化，并在相同熱處理工藝條件下，與不添加稀土 La的5CrNiMo鋼進(jìn)行對比。結(jié)果表明當(dāng)稀土 La質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 033%時，5CrNiMo鋼可獲得最好的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1580MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)到1280MPa。稀土影響鋼的臨界點，淬火鋼回火以及馬氏體和殘余奧氏體分解熱力學(xué)與動力學(xué)等。在不同的稀土鋼中均觀察到組織細(xì)化、改變鐵索體的含量和尺寸、抑制碳化物相的聚集粗化等現(xiàn)象；研究含稀土的低碳、中碳、高碳Mn-Nb (V)鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變，觀察到稀土提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT)向右下方向移動，不同轉(zhuǎn)變產(chǎn)物數(shù)量變化，晶粒組織細(xì)化。為顯著提高高強(qiáng)度鋼板的力學(xué)性能，熱處理工藝優(yōu)化和諸如硼元素高淬透性元素添加是必不可少的。硼是元素周期表中第二周期第III主族的元素，我國硼資源分布廣泛，和其他合金元素相比，價格便宜。硼的主要優(yōu)點是鋼中含量極少就會明顯地改變鋼的淬透性。奧氏體化過程中通過擴(kuò)散偏聚在晶界上的硼阻止了新相的形核，晶界硼分布狀態(tài)與尺寸不同，其影響程度也不同。為了防止硼化物沿奧氏體晶界析出而形成斷續(xù)的網(wǎng)，鋼中硼的最佳留存量是O. 001 O. 003。本發(fā)明為了設(shè)計一種含稀土 La高強(qiáng)度鋼板，綜合了稀土 La和B兩種元素的優(yōu)點，通過優(yōu)化熱處理工藝獲得高強(qiáng)塑積的稀土鋼板新材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高性能、低成本的含稀土 La高強(qiáng)度鋼板及其熱處理工藝。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述，將含有如下化學(xué)成分的鋼板放入加熱爐進(jìn)行熱處理加熱，保溫一段時間后進(jìn)行水淬。鋼板的化學(xué)成分及含量(重量百分比)為C O. 14% -O. 30%, Mn 1.5% -2.0%,Si O. 6% -I. 0%,P ^ O. 015%, S ^ O. 002%,Ti O. 01% -O. 06%,B O. 0005% -O. 0040%,LaO. 001% -O. 1%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。熱處理工藝制度為奧氏體化溫度900_950°C，保溫時間O. 5-3小時后水淬；回火溫度190-250°C，保溫時間1-30小時。
由此熱處理工藝處理的鋼板具有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500_1700MPa，屈服強(qiáng)度1100-1300MPa，延伸率7_15%。稀土 La的添加和利用不僅可以提高熱處理鋼板的強(qiáng)度等性能，還可以替代部分合金元素，減少合金元素的加入量，節(jié)約資源，降低成本。依據(jù)這一思路不僅可獲得高性能、低成本的產(chǎn)品，而且可以發(fā)揮企業(yè)資源優(yōu)勢，實現(xiàn)降本增效的節(jié)約式發(fā)展模式。


圖I為淬火試樣回火后的金相組織。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的描述。鋼板的(重量百分比)化學(xué)成分含量為C O. 24 %, Mn I. 72%, Si O. 73%,PO. 0115%, S O. 002%, Ti O. 03%, B O. 0007%, La O. 09%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。 實施例I鋼板厚度為8mm，其熱處理工藝制度為奧氏體化溫度910°C，保溫時間44分鐘后水淬。取樣檢測，其力學(xué)性能檢測值見表I :表I力學(xué)性能檢測值
項目Rm(MPa) R02(MPa) __A(%) Rm-A(MPa-0Zo)
167012007.512525
實施例I-----
166011907.512450實施例2鋼板厚度為8mm，其熱處理工藝制度為奧氏體化溫度920°C，保溫時間44分鐘后水淬，200°C低溫回火，保溫5小時，空冷。取樣檢測，其力學(xué)性能檢測值見表2。用金相顯微鏡觀察，金相組織如圖I所示，可觀察到大量的薄尺度馬氏體強(qiáng)化相。鋼中的固溶稀土 La顯著減小板條馬氏體束，提高鋼的淬硬性。表2力學(xué)性能檢測值
項目 Rm(MPa) R02(MPa) A(%) Rm-A(MPa-0Zo)
1510125010.515855
實施例2----
__15401270__105__16170
權(quán)利要求
1.一種含稀土 La高強(qiáng)度鋼板，其特征在于以重量百分比計其化學(xué)成分及含量為C O. 14% -O. 30%, Mn I. 5% -2. 0%, Si O. 6% -I. 0%, P ^ O. 015%, S ^ O. 002%, TiO. 01% -O. 06%,B O. 0005%-O. 0040%,La O. 001 %-O. I%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求I所述特征的含稀土La高強(qiáng)度鋼板的熱處理工藝，其特征在于所述鋼板的熱處理工藝制度為奧氏體化溫度900-950°C，保溫時間O. 5-3小時后水淬；回火溫度190-250°C，保溫時間1-30小時。
3.如權(quán)利要求I所述的一種含稀土La高強(qiáng)度鋼板，其特征在于鋼板具有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度1500-1700MPa，屈服強(qiáng)度1100_1300MPa，延伸率7-15%。
全文摘要
一種含稀土La高強(qiáng)度鋼板及其熱處理工藝，鋼鐵材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域。鋼板的化學(xué)成分及含量(重量百分比)為C 0.14％-0.30％，Mn 1.5％-2.0％，Si0.6％-1.0％，P≤0.015％，S≤0.002％，Ti 0.01％-0.06％，B 0.0005％-0.0040％，La0.001％-0.1％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。熱處理工藝為奧氏體化溫度900-950℃，保溫時間0.5-3小時后水淬；回火溫度190-250℃，保溫時間1-30小時。由此熱處理工藝生產(chǎn)的鋼板具有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度1500-1700MPa，屈服強(qiáng)度1100-1300MPa，延伸率7-15％，生產(chǎn)成本低，工業(yè)化生產(chǎn)5-25mm厚度規(guī)格鋼板可行。
文檔編號C21D1/18GK102888558SQ20111029121
公開日2013年1月23日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者高志國, 馮巖青, 程德富, 李培德, 康利明 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司