[发明专利]一种含铌和钛的高强度钢

说明书

技术领域

本发明属于钢材生产领域，具体说是一种含铌和钛的高强度钢。

背景技术

钢铁材料是目前应用最广泛的金属材料，在机械、汽车、建筑等很多行业中都有大量应用。强度是钢最重要的指标之一，也是钢材优于其它类型材料的一个重要原因。

钢的强度高，产品就不容易发生断裂和塑性变形，使用寿命就能延长，而且能够避免发生生产事故；此外，使用高强度钢，还能减少构件中钢材的用量，从而降低构件的生产成本；构件的重量减轻，还可以减少对能源的消耗。

所以，多年来，钢铁材料生产者和研究者一直在努力采用多种方法提高钢的强度，如在钢中加入锰、铬、镍等合金元素，或采用淬火、回火等热处理工艺，还有的进行加工硬化、细化晶粒等措施。但上述方法都有各自的局限性，比如，研究发现，锰、铬、镍等合金元素对提高强度的效果有限，如果增加它们的用量，钢的生产成本就会增加；热处理方法对工艺参数的要求较严格，因此对操作人员的技术要求较高，不容易掌握；加工硬化、细化晶粒等措施需要有专用设备，而且对工艺参数的要求较严格。

基于上述原因，目前市场上迫切需要提高钢材强度的新方法，而且具有良好的可行性。本专利的发明人多年来一直从事钢的合金设计及工艺优化研究工作，已探索出钢的合金成分、加工工艺与力学性能之间存在的一些规律，在钢材生产领域具有较重要的理论意义与广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服传统技术存在的缺陷，生产一种具有高强度的新钢种，这种新钢种一方面具有高强度，同时具有较高的韧性。本发明的特征是含有一定量的铌和硼，进行冶炼、热处理工艺后生产出具有高强度的钢材。

本发明的生产方法为：

1．  高强度钢的化学成分及其重量百分含量为：

碳：0.01-0.25%；

硅：0.1-5.5%；

锰：0.2-1.8%；

铬：0.05-1.5%；

镍：0.05-1.5%；

铌：0.001-3.5%； 

钛：0.001-3.5%；

其余为铁； 

上述原料可以同时使用也可以部分使用，根据对产品的性能要求和生产成本决定。

2．高强度钢的生产工艺为：

（1）按要求称量各种原料； 

（2）将块状原料破碎、研磨；

（3）将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；

（4）将混合均匀的原料放入冶炼炉中进行冶炼，加热温度为800—2200℃； 

（5）将钢液倒入坩埚，冷却至室温，得到钢锭；

（6）从坩埚中取出钢锭，然后进行热处理工艺，最终得到成品。

钢中的铌和钛能够有效地提高钢的淬透性，使钢在经过热处理后得到马氏体组织，使钢具有较高的强度，而且，它们还能够细化显微组织的尺寸，使晶粒变小，这同样能有效地提高钢的强度。

 

本发明的有益效果：

根据本发明生产的高强度钢具有高的强度，而且还具有较高的韧性，产品就不容易发生断裂和塑性变形，从而会保证工件的使用寿命。另外，这种钢的强度高，有利于减少构件中钢材的用量，从而降低构件的生产成本，可用于机械、汽车、建筑等领域，具有广阔的应用前景。

本发明的化学成分简单，不含贵重的合金元素，成本较低。 

在生产工艺方面，本发明的生产工艺简单，对设备的要求比较低，对操作人员的技能也没有特殊要求，普通工人都可以操作。

综上所述，本发明具有较高的实用性和推广应用价值。

 

附图说明：

    图1是高强度钢的生产工艺流程图。

 

具体实施方式：

实施例1：按图1所示，化学成分及其重量百分含量为：

碳：0.01-0.25%；

硅：0.1-5.5%；

锰：0.2-1.8%；

铬：0.05-1.5%；

镍：0.05-1.5%；

铌：0.001-3.5%； 

钛：0.001-3.5%；

其余为铁； 

生产工艺为：

（1）按要求称量各种原料； 

（2）将块状原料破碎、研磨；

（3）将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；

（4）将混合均匀的原料放入冶炼炉中进行冶炼，加热温度为1800℃； 

（5）将钢液倒入坩埚，冷却至室温，得到钢锭；

（6）从坩埚中取出钢锭，然后进行热处理工艺，最终得到成品。