專利名稱：用熱軋卷板制造耐磨鋼管的方法

　　技術領域：

　　本發明屬于冶金制造技術領域，特別涉及一種用熱軋巻板制造耐磨鋼 管的方法。

　　背景技術：

　　傳統的耐磨鋼管的制造方法是采用連鑄或模鑄鋼坯，經過型鋼軋機開 坯成圓管坯，經加熱、定心、穿孔、軋管、定徑、減徑、熱處理調質等工 序來制造，該方法制造的耐磨鋼管的缺點是熱處理采用傳統加熱爐加熱， 氧化燒損大、熱效率低、能源消耗大、制造周期長、設備投資高、成材率 低、工序復雜、鋼管壁厚不均、合格率低、，制造成本高、無法制造大口徑 薄壁的耐磨鋼管等缺點。

　　發明內容

　　本發明的目的是為了克服傳統方法缺點，提供一種制作方法簡單的用 熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法。

　　本發明的技術方案是這樣實現的。

　　包括冶煉方法過程、爐外精煉、制成鋼坯，其特征在于將鋼坯用熱連 軋機組或爐巻軋機軋制成熱軋巻板，其特征在于

　　所述的熱軋巻板的各化學成份質量百分比為C: 0.10-0.22%、 Si: 0.15-0.70%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.40%、 Cr: 0.05-0.40%、 Mo: 0.10-0.60%、 Cu: O-O. 35%、 Nb: 0-0.050%、 V: 0-0.050%、 Ti: 0-0.030%、 Al: 0.010-0.075%、 B: 0.0005-0.0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0.020%、 S< 0. 010%、 N〈0. 0080%，其余為鐵，將上述熱軋巻板用ERW鋼管機組軋制成ERW 鋼管，除去毛刺后，對其進行熱處理，所述的熱處理方法步驟如下

　　將ERW鋼管，在感應加熱設備內加熱到910-96(TC奧氏體化，加熱時間 為60-140s，然后將ERW鋼管在水冷或氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度^1(TC/S，得到淬火馬氏體組織的鋼管，然后用感應加熱設備進行加 熱，加熱到21(TC-320'C回火，回火時間60-180s，使淬火馬氏體轉變為回 火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到耐磨性良 好的耐磨鋼管。

　　本發明再一個要點是，當需要改變ERW鋼管成品直徑時，所述的制造和 熱處理方法步驟如下

　　在ERW鋼管機組后面增加一套感應加熱設備和鋼管減徑機組，用此感 應加熱設備先將ERW鋼管加熱到IIO(TC，以提高鋼管的塑性和降低鋼管的 變形抗力，然后進入鋼管減徑機組進行減徑工序，減徑后的鋼管再采用上 述熱處理方法，可制得不同管徑的耐磨鋼管。 本發明各元素成分設計范圍和組合作用理由說明 0.跳《C《0. 22%

　　碳是較強的固熔強化元素，能顯著提高鋼板強度，但C含量過高會使韌 性和塑性明顯惡化，鋼板的焊接性能變為困難，合金元素在奧氏體中固熔 量減少。因此在設計鋼成分時盡可能降低碳的含量，以保證鋼板具有良好 的焊接性能、和低溫沖擊韌性和焊接性能。因此C含量應在0.10-0.22%。

　　0. 70%《Mn《l. 40%

　　Mn是弱碳化物形成元素,它在冶煉中的具有脫氧和消除硫的影響，可以 降低奧氏體轉變溫度，細化鐵素體晶粒,對提高鋼板強度和韌性有益。同時 還能固溶強化鐵素體和增加鋼的淬透性。但含Mn量超過1. 5%左右時，則會 有孿晶馬氏體出現，使鋼的延展性變壞。因此在成分設計時Mn含量一般在 0. 80%-1.40%之間。

　　0. 15%《Si《0. 70%

　　Si具有脫氧作用，同時具有固溶強化作用，還能極大的延緩碳化物的 形成，增加奧氏體穩定性。但Si含量過高易出現夾雜物，Si含量過高對大 線能量熱輸入時的焊接局部脆性區域有危害性。因此控制硅在O. 15%— 0. 70%。P《0. 020%

　　P是鋼中的有害元素。P在晶界偏析，會惡化韌性，P含量高低直接影響 到鋼板的塑性和韌性。應盡量減少其含量，應保證P含量《0.020X以下。 S《0. 005%

　　S是鋼中的有害元素。MnS的存在會降低鋼的塑性和強韌性，降低鋼的 延伸率。MnS有一定塑性，隨軋制方向拉長延伸，加大了鋼的各向異性,這對 鋼的橫向性能非常不利。S與Fe形成的FeS，使鋼在熱軋和焊接中產生熱 脆裂紋。應保證S含量《0.005X以下。

　　0. 05%《Cr《0. 40%

　　添加Cr可以降低鋼種的相變點，細化組織，有效地提高強度，還可以 提高鋼種抗氧化性及高溫耐腐蝕性能等，但是Cr添加過的多，析出的組織 粗大，導致鋼的脆化。Cr的量最高不超過0.90%為好，最佳含量在0.60% 左右。

　　0. 0%《Nb《0. 050%

　　添加能顯著細化晶粒和具有中度析出強化作用。Nb細化晶粒的強烈效 果與在軋制時碳氮化鈮能效地提高奧氏體的再結晶溫度。Nb的另一個重要 作用是，在低碳鋼中降低相變變溫度，使淬火時促進馬氏體的形成。Nb的 加入量與鋼種的C含量有關，C含量在0. 10%-0. 22%時，Nb的最大加入量為 0.050%，當Ti—Nb — Mo共存時會呈現良好的韌性。因此添加Nb含量《 0. 050%。

　　0. 0%《Ti《0. 030%

　　Ti具有有效的固氮作用，在鋼水中加入B元素之前，必須要加入Ti 元素。Ti能夠以鈦的氮化物形式固定游離氮原子,所以它可以阻止游離氮與 B的形成了BN在晶界析出，防止鋼的沖擊韌性惡化。Ti同時能提高基體金 屬和焊接熱影響區的低溫韌性，Ti對悍接熱影響區處晶粒長大起到遏制作 用，由于TiN的眾多形核質點，可以有效地細化焊縫處的晶粒組織，有效 地提高焊縫、熔合線的強度和沖擊韌性。但過多添加Ti會引起鈦的氮化物的粗化,對低溫韌性不利，因此Ti的含量一般控制在0.020%左右，最佳含 量在0.015%左右。

　　0. 0 %《Cu《0. 35%

　　在鋼中加入Cu可以提高鋼的耐蝕性、強度，改善焊接性、成型性與機 加工性能等。按照強度要求，Cu含量應控制在O.O — O. 30%之間。 0. 0跳《Ni《0. 40%

　　Ni在鋼中不但能很好的起到固溶強化的作用，還可以改善韌性，另外 它可以很好地提高鋼的耐蝕性，以及減輕Cu的偏聚。但Ni是較貴的微合金 元素，且加入量較多時與其強度和韌性性能并不與加入量成正比。其含量 應控制在O. 40%以下。

　　0. 10%《Mo《0. 60%

　　Mo在鋼中有固溶強化作用，可提高鋼的淬透性。Mo屬于縮小奧氏體相 區的元素，Mo在鋼中存在于固溶體相和碳化物相中。在碳化物相中，當Mo含 量較低時,與鐵及碳形成復合的滲碳體；當Mo含量較高時，則形成Mo的特殊 碳化物。Mo促進馬氏體轉變,但Mo含量過高會使焊接性能和延展性變差。因 此控制Mo含量在O. 20 — 0. 60% 。

　　0. 0010%《B《0. 0040%

　　B是強淬透性元素和強化元素，少量的B加入之后會顯著地提高熱軋巻 板開平鋼板的淬透性，能降低淬火時對冷卻速度的要求。B加入時之前，應 通過加入Ti將鋼中的游離N元素固定，然后再加入B元素，否則B會和鋼中的 N形成BN在晶界中析出，導致沖擊嚴重惡化。

　　0. 0%《Al《0.075%

　　Al是細化晶粒的元素，加入A1過量會形成A1N導致連鑄時候形成表面裂 紋，因此最佳的加入量為O. 030%-0. 070%。 0. 0%《Zr《0. 0005%

　　鋼中添加Zr，鋼板的強度，耐蝕性，耐磨性都會得到極大的改善和提 高，微量的Zr能在焊接時，在熔池中形成細小的形核質點，防止焊接過程中晶粒粗化，導致沖擊韌性惡化。添加過多的Zr會在鋼板中形成夾雜物， 在添加Ti元素的鋼種中，可以不添加Zr元素，Zr的最佳的添加量為O. 0002%。 N《0. 0080%

　　少量的N可以與V制造氮化釩和碳氮化鈮，可以有效的阻止鋼坯加熱時奧氏 體組織晶粒長大，軋制結束后可以起到析出強化作用。但N與B具有較強的 親和作用， 一旦形成BN在晶界析出就會嚴重惡化沖擊韌性，另外過高的N和 A1結合形成A1N容易在板坯表面形成裂紋，因此要控制N含量N《0. 0080%。

　　對于不同機械性能要求的耐磨鋼管，應選用不同的組分重量百分比和 的熱處理方法參數。

　　制造各化學元素質量百分比為C: 0. 10-0. 18%、 Si: 0. 15-0. 50%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.20%、 Cr: 0.10-0.30%、 Mo: 0.10-0.55%、 Cu: O-O. 20%、 Nb: 0-0.035%、 V: 0-0.035%、 Ti: 0—0.020%、 Al: 0.010-0.060%、 B: 0.0005-0.0040°/。、 Zr: 0-0.0005、 P< 0.020%、 S〈 0.010%、 N〈0. 0080%,

　　其余為鐵的耐磨鋼管時,所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱

　　到910-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度^1(TC/S， 在感應加熱設備內加熱到280-320'C進行回火，回火時間80-180s，得到回 火馬氏體組織。再進行矯直、探傷、表面檢査、取樣檢驗，獲得機械性能 為朋W360的耐磨鋼管。

　　當制造各化學元素質量百分比為C: 0.10-0.18%、 Si: 0.15-0.50%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.30%、 Cr: 0.10-0.30%、 Mo: 0.10-0.55%、 Cu: 0-0. 25%、 Nb: 0-0. 040%、 V: 0-0. 040%、 Ti: 0-0. 020%、 Al: 0. 010-0. 075%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0. 020%、 S< 0. 010%、 N<0. 0080%, 其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱 到910-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度^10tVS， 在感應加熱設備內加熱到260-30(TC進行回火，回火時間80-180s，得到回 火馬氏體組織，再進行矯直、探傷、表面檢査、取樣檢驗，獲得機械性能 為HBW400的耐磨鋼管。當制造各化學元素質量百分比為C: 0.12-0.22%、 Si: 0.25-0.70%、 Mn: 0.70-1.30%、 Ni: 0.01-0.35%、 Cr: 0.10-0.40%、 Mo: 0.15-0.60%、 Cu: 0-0. 30%、 Nb: O-O. 045%、 V; 0-0. 045%、 Ti: 0-0. 030%、 Al: 0. 010-0. 075%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0. 020%、 S< 0. 010%、 N<0. 0080%，

　　其余為鐵的耐磨鋼管時,所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱

　　到910-960'C奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度》10。C/S， 在感應加熱設備內加熱到230-270'C進行回火，回火時間80-180s，得到回火 馬氏體組織，再進行矯直、探傷、表面檢査、取樣檢驗，獲得機械性能為 HBW450的耐磨鋼管。

　　當制造各化學元素質量百分比為C: 0.12-0.22%、 Si: 0.25-0.70%、 Mn: 0.70-1.30%、 Ni: 0.01-0.40%、 Cr: 0.10-0.40%、 Mo: 0. 15-0. 60%、 Cu: 0-0. 35%、 Nb: 0-0. 050%、 V: 0-0. 050%、 Ti: 0-0. 030%、 Al: 0. 010—0. 075%、 B: 0.0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P〈 0.020%、 S< 0.010%、 N<0.0080%，

　　其余為鐵的耐磨鋼管時,所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱

　　至U910-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度》1(TC/S， 在感應加熱設備內加熱到210-25(TC進行回火，回火時間80-180s，得到回火 馬氏體組織，再進行矯直、探傷、表面檢査、取樣檢驗，獲得機械性能為 HBW500的耐磨鋼管。

　　本發明與現有技術相比，具有如下優點

　　由于本發明的熱處理方法采用感應加熱，而感應加熱是電加熱中電能 轉化成熱能效率最高的一種加熱方式，它是通過高頻感應線圈在鋼板中產 生渦流電流使鋼板加熱，根據鋼板不同厚度，選擇不同頻率的感應電源以 保證熱透性。這種加熱方法是沿鋼板厚度方向所有斷面同時加熱，徹底改 變了過去加熱爐加熱是從鋼板外面向鋼板心部傳熱的方式，加熱速度快， 加熱質量好，被加熱的工件在奧氏體高溫區停留時間短，奧氏體晶粒來不 及長大，可以得到細化的奧氏體晶粒，經過淬火后得到的淬火馬氏體晶粒 將 細化，回火后鋼板的機械性能，優于傳統的熱處理方法。提高了鋼管的耐磨性能，本發明方法生產的產品具有生產管徑大、管壁厚度的均勻、 耐磨性能好、合格率高、生產成本低、生產周期短、設備投資少、能源消 耗少、污染物排放少。

　　圖1為用熱軋巻板制造HBW400耐磨鋼管的TTT曲線；

　　圖2為用熱軋巻板制造HBW400耐磨鋼管，經過100s，加熱到93(TC，淬火 冷速為22'C/s的典型組織形貌圖

　　圖3為用熱軋巻板制造HBW400耐磨鋼管，35(TC回火120s后的典型組織 形貌圖

　　具體實施例方式

　　下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明

　　按照本發明用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，包括冶煉方法過程、爐 外精煉、制成鋼坯，其特征在于將鋼坯用熱連軋機組或爐巻軋機軋制成熱 軋巻板坯料，其特征在于-

　　所述的熱軋巻板坯料的各化學成份質量百分比為C: 0. 10-0. 22%、 Si: 0.15-0.70%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.40%、 Cr: 0.05-0.40%、 Mo: 0.10-0.60%、 Cu: 0-0.35%、 Nb: O-0.050%、 V: 0-0.050%、 Ti: 0-0.030%、 Al: 0.010-0.075%、 B: 0.0005-0.0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0.020%、 S< 0.010%、 N<0. 0080%，其余為鐵，將上述熱軋巻板坯料用ERW鋼管機組軋制、 焊接成ERW鋼管的管坯，除去內外毛剌后，對其進行熱處理，所述的熱處理 方法步驟如下

　　將焊接成ERW鋼管的管坯，在感應加熱設備內加熱到910-96(TC奧氏體 化，加熱時間為60-140s，然后將奧氏體化溫度的ERW鋼管在水冷或氣霧冷 卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度》10XVS，得到淬火馬氏體組織的鋼管， 然后用感應加熱設備進行加熱，加熱到回火230°C-32CTC，回火時間 60-180s,使淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢査、 取樣檢驗，最終得到耐磨性良好的耐磨鋼管。本發明的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，當需要改變ERW鋼管成品直 徑時，所述的熱處理方法步驟如下

　　在ERW鋼管機組后面增加一套感應加熱設備和鋼管減徑機組，用此感 應加熱設備先將ERW鋼管加熱到1100'C，以提高鋼管的塑性和降低鋼管的 變形抗力，然后進入鋼管減徑機組進行減徑工序，減徑后的鋼管再采用上 述熱處理方法，可制得不同管徑的耐磨鋼管。 對冶煉技術的說明

　　制造上述耐磨鋼管必須嚴格控制鋼中的有害元素、有害氣體及夾雜物。 硫和磷都是非常有害的元素。鋼中硫、磷含量直接影響到鋼板的塑性和韌 性,MnS、氧化物夾雜或碳化物等第二相顆粒的存在都會降低鋼的塑性和強 韌性，降低鋼的延伸率。MnS有一定塑性，隨軋制方向拉長延伸，加大了鋼的 各向異性，這對鋼的橫向性能非常不利。硫形成的FeS使鋼在熱軋和焊接中 產生熱脆裂紋。冶煉方法最突出的技術進步是真空冶煉和爐外精煉技術的 發展和應用。不同的冶煉方法，鋼的純凈度不同。冶煉方法流程的主要任務 之一是按照產品要求嚴格控制鋼液的化學成分和保證純凈度,其含義有兩 方面, 一是將碳以及加入的合金元素的波動控制在盡可能窄的范圍內，并且 盡可能均勻。這項任務主要是要靠鋼包噴粉、喂絲、.成分微調和完善快速 檢測來解決；二是通過鋼包吹氬、真空處理最大程度地去除夾雜物。

　　對巻板的軋制技術的說明-

　　制造上述耐磨鋼管所用的熱軋巻板，是采用熱連軋或爐巻軋機進行制 造的巻板，軋制方法與軋制普通鋼材基本相同，終軋溫度控制在小于88(TC， 軋后空冷，以降低板巻的軋制狀態強度，為后續熱軋巻板開平制造ERW鋼管 創造條件。

　　對ERW鋼管焊接的說明

　　ERW鋼管的焊接是將成型好的鋼管毛坯，用高頻感應的集膚效應和鄰近 效應把毛坯管的兩邊熔化，在擠壓輥的作用下將熔化的金屬擠壓出去，隨 著毛坯管離開高頻感應加熱的作用而凝固，從而達到將毛坯管焊接成ERW焊管，這種焊接焊縫處為鍛軋狀態，所有金屬與母材金屬一致，經過調質后 其性能與母材完全一致，因此ERW鋼管經過感應加熱調質后其性能完全可以 替代無縫鋼管使用。 對感應加熱技術的說明-

　　感應加熱是電加熱中電能轉化成熱能效率最高的一種加熱方式，它是 通過高頻感應線圈在鋼板中產生渦流電流使鋼板加熱，根據鋼板不同厚度， 選擇不同頻率的感應電源以保證熱透性。這種加熱方法是沿鋼板厚度方向 所有斷面同時加熱，徹底改變了過去加熱爐加熱是從鋼板外面向鋼板心部 傳熱的方式，加熱速度快，加熱質量好，被加熱的工件在奧氏體高溫區停 留時間短，奧氏體晶粒來不及長大，可以得到細化的奧氏體晶粒，經過淬 火后得到的淬火馬氏體晶粒將更細化，回火后鋼板的機械性能，優于傳統 的熱處理方法，提高了鋼管的耐磨性能。

　　對于不同機械性能要求的耐磨鋼管，應選用不同的組分重量百分比和 的熱處理方法參數。

　　實施例1

　　按照本發明，各化學元素質量百分比為C: 0.15%、 Si: 0.20%、 Mn: 1.45%、 Ni: 0.16%、 Cr: 0.18%、 Mo: 0.16%、 Cu: 0.25%、 Nb: 0.010%、 V: 0.005%、 Ti: 0.019%、 Al: 0.034%、 B: 0.0013%、 P: 0.012%、 S: 0.003%、 N: 0.0042%,其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是用E冊鋼 管機組制造成ERW鋼管，用感應加熱設備對ERW鋼管進行感應加熱，在100s 時間內，再把ERW鋼管加熱到930。C;然后用水淬火，冷卻速度為22。C/s， 淬火后的ERW鋼管再用感應加熱設備加熱到26(TC，回火時間120s，獲得機 械性能為HBW400的耐磨鋼管。

　　圖l示出了利用Formastor-F熱膨脹儀，結合金相組織觀察及硬度測試， 繪制出的用熱軋巻板制造HBW400耐磨鋼管TTT曲線圖，圖2是上述ERW鋼管在 100s時間內，加熱到930'C，淬火冷速為22'C/s的典型組織形貌圖，經過 26(TC回火120s后的典型組織形貌圖如圖3所示。實施例2

　　當制造各化學元素質量百分比為C: 0.10-0.18%、 Si: 0.15-0.50%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.20%、 Cr: 0.10-0.30%、 Mo: 0.10-0.55%、 Cu: 0-0. 20%、 Nb: 0-0. 035%、 V: O-O. 035%、 Ti: O-O. 020%、 Al: 0. 010-0. 060%、 B: 0.0005-0.0040%、 Zr: 0-0.0005、 P< 0.020%、 S〈 0.010%、 N<0. 0080%, 其余為鐵的耐磨鋼管時,所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱 到930-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度》10'C/S， 在感應加熱設備內加熱到280-32(TC進行回火，回火時間80-180s，得到回 火馬氏體組織。再進行矯直、探傷、表面檢査、取樣檢驗，獲得機械性能 為HBW360的耐磨鋼管。 實施例3

　　當制造各化學元素質量百分比為C: 0.10-0.18%、 Si: 0.15-0.50%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0,30%、 Cr: 0.10-0.30%、 Mo: 0.10—0.55%、 Cu: 0-0. 25%、 Nb: 0-0. 040%、 V: O-O, 040%、 Ti: O-O. 020%、 Al: 0, 010—0. 075%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0. 0005°/o、 P< 0. 020%、 S< 0. 010%、 N〈0. 0080%， 其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱 到93(TC-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，然后將ERW鋼管在水冷或 氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度^1(TC/S，得到淬火馬氏體組織 的鋼管，然后用感應加熱設備進行加熱到26CTC-30(TC回火，回火時間 60-180s，淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢査、 取樣檢驗，獲得機械性能為HBW400的耐磨鋼管。 實施例4

　　當制造各化學元素質量百分比為C: 0.12-0.22%、 Si: 0.25-0.70%、 Mn: 0.70-1.30%、 Ni: 0.01-0.35%、 Cr: 0.10-0.40%、 Mo: 0.15-0.60%、 Cu: 0-0. 30%、 Nb: 0-0. 045%、 V: O-O. 045%、 Ti: 0-0. 030%、 Al: 0. 010—0. 075%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0. 020%、 S< 0. 0纖、N〈0. 0080%, 其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱到930。C-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，然后將ERW鋼管在水冷或 氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度》1(TC/S，得到淬火馬氏體組織 的鋼管，然后用感應加熱設備進行加熱到240'C-28(TC回火，回火時間 60-180s，淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢査、 取樣檢驗，獲得機械性能為HBW450的耐磨鋼管。

　　本發明研究出了一套與傳統方法不同的制造方法來制造耐磨鋼管，采 用這種方法制造的耐磨鋼管，具有設備投資少、制造效率高，合格率高、 鋼管性能均勻、鋼管壁厚均勻、能源消耗少、成材率高等優點，用本發明 方法制造出來的鋼管，可以替代無縫鋼管使用。

　　本發明方法如果選用高強度高韌性鋼種成分的熱軋巻板，經過ERW鋼管 機組制造成ERW鋼管之后，經過熱處理還可以生產出相應的高強度高韌性鋼 管，用于石油行業和煤礦液壓支架液壓缸缸體管。

　　權利要求

　　1、一種用熱軋卷板制造耐磨鋼管的方法，包括冶煉方法過程、爐外精煉、制成鋼坯，其特征在于將鋼坯用熱連軋機組或爐卷軋機軋制成熱軋卷板，其特征在于所述的熱軋卷板的各化學成份質量百分比為C0.10-0.22％、Si0.15-0.70％、Mn0.70-1.40％、Ni0.01-0.40％、Cr0.05-0.40％、Mo0.10-0.60％、Cu0-0.35％、Nb0-0.050％、V0-0.050％、Ti0-0.030％、Al0.010-0.075％、B0.0005-0.0040％、Zr0-0.0005％、P＜0.020％、S＜0.010％、N＜0.0080％，其余為鐵。將上述熱軋卷板用ERW鋼管機組軋制成ERW鋼管，除去毛刺后，對其進行熱處理，所述的熱處理方法步驟如下將ERW鋼管，在感應加熱設備內加熱到910-960℃奧氏體化，加熱時間為60-140s，然后將ERW鋼管在水冷或氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度≥10℃/S，得到淬火馬氏體組織的鋼管，然后用感應加熱設備進行加熱，加熱到210℃-320℃回火，回火時間80-180s，使淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到耐磨性良好的耐磨鋼管。

　　2、 根據權利要求1所述的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，其特征在 于當需要改變ERW鋼管成品直徑時，所述的熱處理方法步驟如下在ERW鋼管機組后面增加一套感應加熱設備和鋼管減徑機組，用此感應 加熱設備先將ERW鋼管加熱到IIO(TC，然后進入鋼管減徑機組進行減徑工 序，減徑后的鋼管再采用上述熱處理方法，可制得不同管徑的耐磨鋼管。

　　3、 根據權利要求1所述的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，其特征在 于，當制造各化學元素質量百分比為C: 0.10-0.18%、 Si: 0.15-0.50%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.20%、 Cr: 0.10-0.30%、 Mo: 0.10-0.55%、 Cu: 0-0. 20%、 Nb: 0-0. 035%、 V: 0-0. 035%、 Ti: (H). 020%、 Al: 0. 010-0. 060%、 B: 0.0005-0.0040%、 Zr: 0-0.0005、 P〈 0.020%、 S< 0.010%、 N〈0. 0080%, 其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱到930-96(TC奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度^1(TC/S， 在感應加熱設備內加熱到280-32(TC進行回火，回火時間80-180s，得到回 火馬氏體組織。再進行矯直、探傷、表面檢査、取樣檢驗，獲得機械性能 為,360的耐磨鋼管。

　　4、 根據權利要求1所述的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，其特征在 于，當制造各化學元素質量百分比為C: 0.10-0.18%、 Si: 0.15-0.50%、 Mn: 0.70-1.40%、 Ni: 0.01-0.30%、 Cr: 0.10-0.30%、 Mo: 0.10-0.55%、 Cu: O-O. 25%、 Nb: O-O. 040%、 V: 0-0. 040%、 Ti: O-O. 020%、 Al: 0. 010-0. 075%、 B: 0,0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P〈 0. 020%、 S< 0. 010%、 N<0.0080%, 其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱 到930°C-960。C奧氏體化，加熱時間為60-140s，然后將ERW鋼管在水冷或 氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度^1(TC/S，得到淬火馬氏體組織 的鋼管，然后用感應加熱設備進行加熱到26(TC-30(TC回火，回火時間 60-180s，淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢查、 取樣檢驗，獲得機械性能為HBW400的耐磨鋼管。

　　5、 根據權利要求1所述的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，其特征在 于，當制造各化學元素質量百分比為C: 0.12-0.22%、 Si: 0.25-0.70%、 Mn: 0.70-1.30%、 Ni: 0.01-0.35%、 Cr: 0.10-0.40%、 Mo: 0.15-0.60%、 Cu: 0-0. 30%、 Nb: 0-0. 045%、 V: 0-0. 045%、 Ti: 0-0. 030%、 Al: 0. 010-0. 075%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0. 020%、 S< 0. 010%、 N〈0. 0080%， 其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱 到93(TC-960'C奧氏體化，加熱時間為60-140s，然后將ERW鋼管在水冷或 氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度》10'C/S，得到淬火馬氏體組織 的鋼管，然后用感應加熱設備進行加熱到240°C-280'C回火，回火時間 60-180s，淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢查、 取樣檢驗，獲得機械性能為HBW450的耐磨鋼管。

　　6、 根據權利要求2所述的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，其特征在于，當制造各化學元素質量百分比為C: 0.12-0.22%、 Si: 0.25-0.70%、 Mm 0.70-1.30%、 Ni: 0.01-0.40%、 Cr: 0.10-0.40%、 Mo: 0.15-0.60%、 Cu: 0-0. 35%、 Nb: 0-0. 050%、 V: 0-0. 050%、 Ti: 0-0. 030%、 Al: 0. 010-0. 075%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P< 0. 020%、 S< 0. 010%、 N<0. 0080%，其余為鐵的耐磨鋼管時,所述的熱處理方法步驟是在感應加熱設備內加熱到910-96(TC奧氏體化，加熱時間為60-140s，加熱淬火冷卻速度^1(TC/S， 在感應加熱設備內加熱到210-250'C進行回火，回火時間80-180s，得到回 火馬氏體組織，再進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，獲得機械性能 為HBW500的耐磨鋼管。

　　7、根據權利要求2所述的用熱軋巻板制造耐磨鋼管的方法，其特征在 于，當制造管壁12鵬厚度HBW400，各化學元素質量百分比為C: 0.15%、 Si: 0.20%、 Mn: 1.45%、 Ni: 0.16%、 Cr: 0.18%、 Mo: 0.16%、 Cu: 0.25%、 Nb: 0.010%、 V: 0.005%、 Ti: 0.019%、 Al: 0.034%、 B: 0.0013%、 P: 0.012%、 S: 0.003%、 N: 0.0042%，其余為鐵的耐磨鋼管時，所述的熱處理方法步驟 是用ERW鋼管機組制造成ERW鋼管，用感應加熱設備對ERW鋼管進行感應加 熱，在100s時間內，再把ERW鋼管加熱到930"C;然后用水淬火，冷卻速度 為22。C/s，淬火后的ERW鋼管再用感應加熱設備加熱到260'C，回火時間 120s，獲得機械性能為HBW400的耐磨鋼管。

　　全文摘要

　　本發明涉及一種用熱軋卷板制造耐磨鋼管的方法。包括冶煉方法過程、爐外精煉、制成鋼坯，其特征在于將鋼坯用熱連軋機組或爐卷軋機軋制成熱軋卷板坯料，將上述熱軋卷板坯料用ERW鋼管機組軋制、焊接成ERW鋼管的管坯，除去內外毛刺后，進行熱處理，所述的熱處理方法步驟如下1)將焊接成ERW鋼管的管坯，在感應加熱設備內加熱到910-960℃奧氏體化，加熱時間為60-140s，然后將奧氏體化溫度的鋼管在水冷或氣霧冷卻淬火機組內淬火，淬火冷卻速度≥10℃/S，得到淬火馬氏體組織的鋼管，然后再感應回火，其回火溫度210℃-320℃，回火時間60-180s，使淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，再進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到耐磨性良好的耐磨鋼管。

　　文檔編號C21D9/08GK101602079SQ200910012360

　　公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日

　　發明者馬景怡 申請人:馬景怡

　　專利名稱：用熱軋卷板制造高強度高韌性鋼板的方法

　　技術領域：

　　本發明屬于冶金制造機械結構件熱處理技術領域，特別涉及一種用熱軋巻板制造高 強度高韌性鋼板的方法。

　　背景技術：

　　高強度高韌性鋼板是裝備制造業生產重要原料，它可以用于重型卡車、汽車吊臂、 裝載機等重要結構件的制造領域。

　　傳統的高強度高韌性鋼板的制造方法是采用連鑄鋼坯，在中厚板軋機軋制成原平 板，切除四邊，經過熱處理加熱爐將鋼板奧氏體化后，在淬火機組內淬火，得到淬火馬 氏體，再經過回火熱處理爐加熱到回火熱溫度后，保溫一定時間后空冷，得到回火馬氏 體組織，最終得到高強度高韌性鋼板。傳統工藝生產這類產品工序繁雜、能耗高、成材 率低、產品質量低、薄規格高強度高韌性鋼板無法生產。

　　發明內容

　　本發明的目的是提供一種用熱軋巻板制造高強度高韌性鋼板的方法，它是通過感應 加熱調質工藝，制造出具有性能均勻、板型好、設備投資少、成材率高、產品規格薄 (1.5~5mm)、生產效率高、生產成本低和能源消耗少高強度高韌性鋼板的方法。

　　本發明的用熱軋巻板制造高強度高韌性鋼板的方法，包括冶煉工藝過程、爐外精煉、 制成連鑄板坯，采用熱連軋機組或爐巻軋機軋制成的熱軋巻板，其特征在于將熱軋巻 板在開平機組上開平，對開平鋼板采用感應加熱進行調質熱處理，制造出高強度高韌性 鋼板，所述的高強度高韌性鋼板各化學元素質量百分比為C: 0.10-0.20%、 Si: 0.10-0.45%、 Mn: 0.70-1.45 %、 Ni: 0.02-0.80%、 Cr: 0.15-0.65%、 Mo: 0.20-0.65%、 Cu: 0-0. 30%、Nb: 0. 010-0. 060%、 V: 0. 020-0. 070%、 Ti: 0. 002-0. 030%、A1: 0. 010-0. 065%、 B: 0.0005-0. 0040%、 Zr: 0-0.0005%、 P〈0. 020%、 S〈0. 010%、 N〈0. 0080%其余為鐵。其

　　調質熱處理方法具體步驟如下

　　1) 將上述開平板，送入感應加熱設備進行感應加熱，加熱時間為60-140s內，加熱 到910-960'C奧氏體化；

　　2) 加熱好的高強度高韌性鋼板進入水冷或汽霧冷卻淬火機組進行淬火，淬火冷卻速度為》5。C/S，淬火后得到淬火馬氏體組織；

　　3) 對淬火后的開平板進行回火，回火采用感應加熱設備進行感應加熱，其加熱溫 度為240-42(TC，回火時間80-180s，得到回火馬氏體組織；

　　4) 最后進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到性能優異的高強度高韌 性鋼板。

　　按照本發明，當制造厚度為12mm，用各化學元素質量百分比為C: 0. 17%、Si: 0. 25%、 Mn: 1.25%、 Ni: 0.05%、 Cr: 0.21%、 Mo: 0.61%、 Cu: 0.01%、 Nb: 0.015%、 V: 0.038%、 Ti: 0.025%、 Al: 0.035%、 B: 0.0015%、 P: 0.018%、 S: 0.004%、 N: 0, 0035%,其余為 鐵的12mm厚熱軋巻板制造屈服強度Reh》1030MPa高強度高韌性鋼板時，其熱處理工藝過 程為在感應加熱設備內加熱到94(TC奧氏體化，加熱時間為100s，淬火冷卻速度2(TC /s，在感應加熱設備內加熱到29(TC進行回火，回火時間120s。獲得機械性能為Reh: 1080MPa、 Rm: 1280MPa、 A%: 13%、 Akv -4CTC : 98J的高強度高韌性鋼板。

　　本發明的冶金化學成分設計思想如下

　　高強度高韌性鋼板在成分設計上對C、 Mn、 Si、 Nb、 V、 Ti、 Ni、 Cr、 Mo、 Cu、 B、 Al 等合金元素的最佳組合進行了大量的研究,從而在較寬廣的冷卻速度范圍內能夠得到淬火 馬氏體，通過合理的淬火得到淬火馬氏體組織，經過合理的回火溫度回火，得到回火馬氏 體組織，屈服強度可達900-1300MPa、抗拉強度達到950-1680MPa、 Akv -40°C》47J的高強 度高韌性鋼板。

　　本發明各元素成分設計范圍和組合理由說明 0. 10%《C《0. 20%

　　碳是較強的固熔強化元素，能顯著提高鋼板強度,但c含量過高會使韌性和塑性明顯

　　惡化，鋼板的焊接性能變為困難，合金元素在奧氏體中固熔量減少。因此在設計鋼成分 時盡可能降低碳的含量，以保證鋼板具有良好的焊接性能、和低溫沖擊韌性和焊接性能。

　　因此C含量應在0. 10-0. 20%。 0. 70%《Mn《1.45%

　　Mn是弱碳化物形成元素，它在冶煉中的具有脫氧和消除硫的影響，可以降低奧氏體 轉變溫度，細化鐵素體晶粒，對提高鋼板強度和韌性有益。同時還能固溶強化鐵素體和增 加鋼的淬透性。但含Mn量超過1. 5%左右時，則會有孿晶馬氏體出現，使鋼的延展性變壞。 因此在成分設計時Mn含量一般在0.80%_1.50%之間，最佳含量是控制范圍是0. 80 — 1.40%。0. 10%《Si《0. 45%

　　Si具有脫氧作用和固溶強化作用，能極大延緩碳化物的形成，增加奧氏體穩定性。 但Si含量過高的鋼種易出現夾雜物，Si含量過高對大線能量熱輸入時焊接區域局部脆性 有危害性。因此控制硅含量在O. 15-0.45%。

　　P《0. 020%

　　P是鋼中的有害元素。P在晶界偏析，會惡化韌性，P含量高低直接影響到鋼板的塑 性和韌性。應盡量減少其含量，應保證P含量《0.020X以下。 S《0. 005%

　　S是鋼中的有害元素。MnS的存在會降低鋼的塑性和強韌性，降低鋼的延伸率。MnS 有一定塑性，隨軋制方向拉長延伸，加大了鋼的各向異性,這對鋼的橫向性能非常不利。S 與Fe形成的FeS，使鋼在熱軋和焊接中產生熱脆裂紋。應保證S含量《0. 005%以下。

　　0. 15%《Cr《0. 65%

　　添加Cr可以降低鋼種的相變點，細化組織，有效地提高強度，還可以提高鋼種抗 氧化性及高溫耐腐蝕性能等，但是Cr添加過的多，析出的組織粗大，導致鋼的脆化。 Cr的量最高不超過0. 65%為好，最佳含量在0. 60%左右。

　　0. 010%《Nb《0. 060%

　　添加能顯著細化晶粒和具有中度析出強化作用。Nb細化晶粒的強烈效果與在軋制時 碳氮化鈮能效地提高奧氏體的再結晶溫度。Nb的另一個重要作用是，在低碳鋼中降低相 變變溫度，使淬火時促進馬氏體的形成。Nb的加入量與鋼種的C含量有關，C含量在 0.13-0. 20%時，Nb的最大加入量為0. 050%，當Ti一Nb—Mo共存時會呈現良好的韌性。 因此添加Nb含量《0. 060% 。

　　0 . 0020/d 030%

　　Ti具有有效的固氮作用，在鋼水中加入B元素之前，必須要加入Ti元素。Ti能夠 以鈦的氮化物形式固定游離氮原子，所以它可以阻止游離氮與B的形成了 BN在晶界析 出，防止鋼的沖擊韌性惡化。Ti同時能提高基體金屬和焊接熱影響區的低溫韌性，Ti 對焊接熱影響區處晶粒長大起到遏制作用，由于TiN的眾多形核質點，可以有效地細化 焊縫處的晶粒組織，有效地提高焊縫、熔合線的強度和沖擊韌性。但過多添加Ti會引 起鈦的氮化物的粗化，對低溫韌性不利，因此Ti的含量一般控制在0. 002 — 0. 030%左右， 最佳含量在0.015%左右。

　　0%《Cu《0. 030% 5在鋼中加入Cu可以提高鋼的耐蝕性、強度，改善焊接性、成型性與機加工性能等。 按照強度要求，Cu含量應控制在O — O. 030%之間。 0. 002%《Ni《0. 80%

　　Ni在鋼中不但能很好的起到固溶強化的作用，還可以改善韌性，另外它可以很好地 提高鋼的耐蝕性，以及減輕Cu的偏聚。但Ni是較貴的微合金元素，且加入量較多時與其 強度和韌性性能并不與加入量成正比。其含量應控制在0.80%以下。

　　0. 20%《Mo《0. 65%

　　Mo在鋼中有固溶強化作用，可提高鋼的淬透性。Mo屬于縮小奧氏體相區的元素，Mo 在鋼中存在于固溶體相和碳化物相中。在碳化物相中，當Mo含量較低時，與鐵及碳形成復 合的滲碳體；當Mo含量較高時，則形成Mo的特殊碳化物。Mo促進馬氏體轉變，但Mo含量過 高會使焊接性能和延展性變差。因此控制Mo含量在O. 20 — 0. 65%。

　　0. 0005%《B《0.00鄉

　　B是強淬透性元素和強化元素，少量的B加入之后會顯著地提高異型鋼管的淬透性， 能降低淬火時對冷卻速度的要求。B加入時之前，應通過加入Ti將鋼中的游離N元素固定， 然后再加入B元素，否則B會和鋼中的N形成BN在晶界中析出，導致沖擊嚴重惡化。

　　0. 010%《Al《0.065%

　　Al是細化晶粒的元素，加入A1過量會形成A1N導致連鑄時候形成表面裂紋，因此最 佳的加入量為O. 030-0. 050°/" 0. 0%《Zr《0. 0005%

　　鋼中添加Zr，鋼板的強度，耐蝕性，耐磨性都會得到極大的改善和提高，微量的Zr 能在焊接時，在熔池中形成細小的形核質點，防止焊接過程中晶粒粗化，導致沖擊韌性 惡化。添加過多的Zr會在鋼板中形成夾雜物，在添加Ti元素的鋼種中，可以不添加Zr元 素，Zr的最佳的添加量為O. 0002%。

　　N《0. 0080%

　　少量的N可以與V形成氮化釩和碳氮化鈮，能有效的阻止鋼坯加熱時奧氏體組織晶粒 長大，軋后可以起到析出強化作用。但N與B具有較強的親和作用， 一旦形成BN在晶界析 出，就會嚴重惡化沖擊韌性，為了防止形成BN形成。在加入B元素之前，先加入Ti元素 固N處理，因此要控制N含量N《0. 0080%。

　　本發明的優點是采用感應加熱設備對熱軋巻板時行調質熱處理方法比采用傳統的

　　熱處理方法有著無可比擬的優點。感應加熱熱效率高，將感應圈密閉充入氮氣可以實現無氧化加熱，它能讓加熱的熱軋巻板開平鋼板沿斷面厚度同時加熱，加熱時間短奧氏體 晶粒細小，加熱均勻，加熱溫度控制精確而且容易，設備投資低，設備維護費用少、占 地面積小、環境污染少等優點。完全可以替代中厚板軋機生產的同鋼種平板使用，而且 可以生產一些中厚板軋機無法生產的厚度小于5mm的高強度高韌性優質鋼板。

　　圖l示出了用熱軋巻板制造高強度高韌性鋼板的方法的流程圖。 圖2為用熱軋巻板制造出的高強韌性吊臂鋼管，屈服為1030MPa鋼的CCT曲線圖； 圖3為用熱軋巻板制造出的高強韌性吊臂鋼管，屈服為1030MPa鋼在冷速為2(TC/s的 典型組織形貌圖4為用熱軋巻板制造出的高強韌性吊臂鋼管，屈服為1030MPa鋼35(TC回火后的典 型組織形貌圖。

　　具體實施例方式

　　下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明

　　如圖1所示，本發明用熱軋巻板制造高強度高韌性鋼板的方法主要采用A、 B、 C、 D四個工序。；包括冶煉工藝過程、爐外精煉、制成連鑄板坯，采用熱連軋機組或爐巻軋

　　機軋制成的熱軋巻板，其特征在于將熱軋巻板在開平機組上開平，對開平鋼板采用感

　　應加熱進行調質熱處理，制造出高強度高韌性鋼板，所述的高強度高韌性鋼板各化學元

　　素質量百分比為C: 0. 10-0. 20%、 Si: 0. 10-0. 45%、 Mn: 0. 70-1. 45 %、 Ni: 0. 02-0. 80%、 Cr: 0.15-0. 65%、 Mo: 0. 20—0. 65%、 Cu: 0—0. 30%、 Nb: 0, OIO-O. 060%、 V: 0. 020—0. 070%、 Ti: 0. 002-0. 030%、 Al: 0. 010-0. 065%、 B: 0. 0005-0. 0040%、 Zr: 0-0. 0005%、 P<0. 020%、 S〈0.010%、 N〈0. 0080% ，其調質熱處理方法具體步驟如下

　　1) 將上述開平板，送入感應加熱設備進行感應加熱，加熱時間為60-140s內，加熱 到910-960 。C奧氏體化；

　　2) 加熱好的高強度高韌性鋼板進入水冷或汽霧冷卻淬火機組進行淬火，淬火冷卻 速度為》5'C/s，淬火后得到淬火馬氏體組織；

　　3) 對淬火后的開平板進行回火，回火采用感應加熱設備進行感應加熱，其加熱溫 度為240-420。C， 回火時間80-180s，得到回火馬氏體組織；

　　4) 最后進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到性能優異的高強韌、耐 磨鋼板。

　　如圖1所示，本發明的制造方法是將上述熱軋巻 ，通過A工序的開平機組把巻板開平、用B工序的感應加熱設備將開平鋼板加熱到奧氏體化溫度，然后在C工序的水冷或 氣霧冷卻淬火機組內對鋼板淬火，鋼板淬火后得到淬火馬氏體組織，在D工序用感應加 熱設備把淬火馬氏體組織的鋼板加熱到回火溫度進行回火，經過回火的鋼板金相組織轉 變為回火馬氏體組織。最后進行矯直、表面質量檢査、進行性能檢驗、包裝入庫等工序 環節，分別生產出性能均勻、板型良好的高強度高韌性鋼板。

　　本發明的生產方法還可以將上述熱軋巻板，通過A工序巻板開平機組開平、利用B工 序的感應加熱設備將鋼板加熱到奧氏體化溫度，在D工序用感應加熱設備繼續加熱以延 長奧氏體化溫度時間或只用A工序加熱，然后空氣自然冷卻，得到細化的珠光體和鐵素 體組織，這種制造方法在提高了沖擊韌性的同時也消除了鋼板的內應力，再進行矯直、 表面質量檢查、切割、性能檢驗、包裝入庫等一系列加工，最終生產出性能均勻、板型 良好高強度高韌性鋼板。 對巻板的軋制技術的說明

　　本發明的巻板制造工藝采用熱連軋或爐巻軋機進行制造，軋制工藝與軋制普通板巻 基本相同，然后將熱軋巻板在開平機組上開平，為后續制造高強度高韌性鋼板創造條件。 對熱處理技術的說明

　　本發明采用的是在感應加熱設備中感應加熱，將高強度高韌性鋼板在60-140s內加 熱到奧氏體淬火溫度，加熱到910-96(TC奧氏體化，該種加熱方式熱效率高，設備投資 低，將感應力時*圈密閉充氮氣，會保證加熱的異型鋼管實現無氧化韻斂果，感應加熟加 熱速度快，奧氏體化后的組織細化，碳化物成細小彌散分布，經過水冷或氣霧淬火機組 淬火后，得到更加細化的淬火馬氏體組織，在感應加熱設備內加熱到回火溫度回火后，

　　可以把淬火馬氏體組織轉變為回火馬氏體組織，這種細小的回火馬氏體組織對韌性、強

　　度提高有明顯的作用。

　　對感應加熱的說明

　　感應加熱是電加熱中，電能轉化成熱能效率最高的一種加熱方式，它是通過高頻感 應線圈在鋼板中產生渦流電流使鋼板加熱，根據鋼板不同厚度，選擇不同頻率的感應電 源以保證熱透性。這種加熱方法是沿鋼板厚度方向所有斷面同時加熱，徹底改變了過去 加熱爐加熱是從鋼板外面向鋼板心部傳熱的方式，加熱速度快，加熱質量好，鋼板在奧 氏體高溫區停留時間短，奧氏體晶粒來不及長大，可以得到細化的奧氏體晶粒，經過淬 火后得到的淬火馬氏體晶粒將更細化，回火后鋼板的機械性能，優于傳統的熱處理方法 的鋼板性能。對于不同機械性能要求的高強度高韌性鋼板，應選用不同的組分重量百分比和不同 的熱處理工藝參數。 實施例

　　用各化學元素質量百分比為C:O. 17%、 Si: 0.25%、 Mm 1.25%、 Ni: 0.05%、 Cr: 0.21%、 Mo: 0.61%、 Cu: 0.01%、 Nb: 0.015%、 V: 0.038%、 Ti: 0.025%、 Al: 0.035%、 B: 0.0015%、 P: 0.018%、 S: 0.004%、 N: 0.0035%,其余為鐵的12mm厚熱軋巻板制造屈 服強度Reh》1030MPa高強度高韌性鋼板時，其熱處理工藝過程為在感應加熱設備內加 熱到940。C奧氏體化，加熱時間為100s，淬火冷卻速度2(TC/s，在感應加熱設備內加熱 到290。C進行回火，回火時間120s。獲得機械性能為Reh:誦MPa、 Rm: 1280MPa、 A%: 13%、 Akv -40°C : 98J的高強度高韌性鋼板。

　　圖2示出了利用Formastor-F熱膨脹儀，結合金相組織觀察及硬度測試，繪制出的Reh 為1030MPa鋼CCT曲線圖。當冷速為20。C/s時，所得完全的馬氏體組織，如圖3所示；圖4 為300。C回火100s后的典型組織形貌圖。

　　本發明的方法如果是采用耐磨鋼板的化學成分的巻板，還可以生產出耐磨鋼板，其 熱處理方法相同。本發明也可以用于鋼板的正火和消除內應力回火用途。

　　本發明的生產的方法可以是連續式生產，也可以是單張鋼板生產，連續式生產和單 張生產，所采用的感應熱處理設備和淬火設備工藝參數完全相同。 '

　　權利要求

　　1、一種用熱軋卷板制造高強度高韌性鋼板的方法，包括冶煉工藝過程、爐外精煉、制成連鑄板坯，采用熱連軋機組或爐卷軋機軋制成的熱軋卷板，其特征在于將熱軋卷板在開平機組上開平，對開平鋼板采用感應加熱進行調質熱處理，制造出高強度高韌性鋼板，所述的高強度高韌性鋼板各化學元素質量百分比為C0.10-0.20％、Si0.10-0.45％、Mn0.70-1.45％、Ni0.02-0.80％、Cr0.15-0.65％、Mo0.20-0.65％、Cu0-0.30％、Nb0.010-0.060％、V0.020-0.070％、Ti0.002-0.030％、Al0.010-0.065％、B0.0005-0.0040％、Zr0-0.0005％、P＜0.020％、S＜0.010％、N＜0.0080％，其調質熱處理方法具體步驟如下1)將上述開平板，送入感應加熱設備進行感應加熱，加熱時間為60-140s內，加熱到910-960℃奧氏體化；2)加熱好的高強韌、耐磨鋼板進入水冷或汽霧冷卻淬火機組進行淬火，淬火冷卻速度為≥5℃/s，淬火后得到淬火馬氏體組織；3)對淬火后的開平板進行回火，回火采用感應加熱設備進行感應加熱，其加熱溫度為240-420℃，回火時間80-180s，得到回火馬氏體組織；4)最后進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到性能優異的高強韌、耐磨鋼板。

　　2、根據權利要求l所述的用熱軋巻板制造高強度高韌性鋼板的制造方法，其特征在 于，當制造厚度為12mm高強度高韌性鋼板用各化學元素質量百分比為C: 0.17%、 Si: 0.25%、 Mn: 1.25%、 Ni: 0.05%、 Cr: 0.21%、 Mo: 0.61%、 Cu: 0.01%、 Nb: 0.015%、 V: 0.038%、 Ti: 0.025%、 Al: 0.035%、 B: 0.0015%、 P: 0.018%、 S: 0.004%、 N: 0.0035%, 其余為鐵的12mm厚熱軋巻板制造屈服強度Reh》1030MPa高強度高韌性鋼板時，其熱處理 工藝過程為在感應加熱設備內加熱到94(TC奧氏體化，加熱時間為100s，淬火冷卻速 度20'C/s，在感應加熱設備內加熱到29(TC進行回火，回火時間120s。獲得機械性能為 Reh: 1080MPa、 Rm: 1280MPa、 A%: 13%、 Akv -40°C : 98J的高強度高韌性鋼。

　　全文摘要

　　本發明涉及一種用熱軋卷板制造高強度高韌性鋼板的制造方法。首先是將熱軋卷板在開平機組上開平后，然后進行調質熱處理，即在感應加熱設備中加熱，加熱時間為60-140s內，加熱到910-960℃奧氏體化；然后進入水冷或汽霧冷卻淬火機組淬火，其淬火冷卻速度為≥5℃/s，淬火后得到淬火馬氏體組織；對淬火后進行回火，回火采用感應加熱設備進行感應加熱，其加熱溫度為220-440℃，回火時間80-180s，得到回火馬氏體組織；最后進行矯直、探傷、表面檢查、取樣檢驗，最終得到性能優異的高強度高韌性鋼板。本發明的優點是由于調質處理采用感應加熱方法，加熱時間短，奧氏體晶粒細小，機械性能優于用傳統工藝生產的同類產品，鋼板板型好，生產效率高，設備投資低，設備維護費用少、占地面積小、環境污染少。

　　文檔編號C21D8/02GK101603119SQ20091001236

　　公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日

　　發明者馬景怡 申請人:馬景怡