[发明专利]一种添加稀土Y的409钢及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种409钢的制备工艺，特别涉及一种添加稀土Y的409钢及其制备工艺。

背景技术

钢的强化机制包括位错强化、晶体结构强化以及固溶强化，马氏体钢由于其结构的复杂性，强化机制至今没有一个统一的定论。细晶强化会使钢的强度和韧性都得以提高，而对马氏体钢强韧性起作用的“晶粒尺寸”的认识并不是非常清晰，对于板条马氏体组织起强化作用的主要晶界类型有人认为是板条束尺寸，有人认为是板条尺寸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种409钢的制备工艺，通过添加稀土Y来提高409钢的性能。

本发明的技术方案是：一种添加稀土Y的409钢，在409钢的基础上添加质量分数为：0.01-0.03的Y。

一种添加稀土Y的409钢的制备工艺，A钢的型号为409号钢，其中B钢是在A钢的基础上添加了0.02%的Y，真空感应炉冶炼，在1200℃下锻造成截面80mm×80mm的长方形坯料，轧制及后续热处理工艺流程如下:将钢板加热至1200℃，保温2h后，对A、B两种钢采用相同的轧制工艺，经过两阶段轧制，最终轧成12mm厚的钢板，待钢板冷却至850℃时，直接水淬至室温，回火工艺为分别加热至200-300℃保温0.5h，空冷至室温。

本发明的有益效果：409钢经在线淬火+200℃低温回火后，获得的综合力学性能较优，满足409钢的要求。加入0.021%的Y使抗拉强度和硬度分别提高了200MPa和21HBW，并且在此过程中，韧性也略有提高。

附图说明

图1为不同温度回火后A、B两种钢的力学性能，a：抗拉强度，b：-20℃冲击功，c：布氏硬度。

具体实施方式

实验用钢的型号为409号钢。其中B钢是在A钢的基础上添加了0.02%的Y。实验钢采用25kg真空感应炉冶炼，在1200℃下锻造成截面80mm×80mm的长方形坯料。轧制及后续热处理工艺流程如下:将钢板加热至1200℃，保温2h后，对A、B两种钢采用相同的轧制工艺，经过两阶段轧制，最终轧成12mm厚的钢板。待钢板冷却至850℃时，直接水淬至室温，回火工艺为分别加热至200、250和300℃保温0.5h，空冷至室温。

从回火后的板材上切取试样。其中拉伸和冲击试样均沿轧制方向切取。拉伸实验在CMT-4105型万能试验机上进行，依据GB/T228－2002，采用直径为5mm，标距为25mm的圆棒拉伸试样。冲击实验在JB-30B型冲击试验机上依据GB/T229－2007进

行，采用标准的V型缺口冲击试样，试样尺寸为10mm×10mm×55mm，实验温度为－20℃。采用HB-3000布氏硬度计测取钢板表面布氏硬度值。

图1显示了A、B两种钢经过回火后的抗拉强度、冲击功和硬度值的变化。如图1(a)所示，随着回火温度的升高，A、B两种钢的抗拉强度逐渐下降。在相同的回火条件下，B钢的抗拉强度都高于A钢。在200℃回火时，B钢的抗拉强度达到1818MPa，而相同条件下的A钢的抗拉强度为1609MPa。当回火温度升高到300℃时，A钢的抗拉强度仅有1483MPa，而此时B钢的强度为1560MPa。布氏硬度的变化规律同抗拉强度相似，在200℃回火时，A钢和B钢的布氏硬度分别为541HBW和562HBW，满足GB/T24186－2009中409级别的要求。随着回火温度的增加，B钢的冲击功从30J逐渐下降到23J左右;A钢的冲击功基本保持不变当回火温度从200℃升高到250℃时，大约为28J，当回火温度升高到300℃时，A钢的冲击功大幅下降，仅为13J。可见，在不同的回火温度下，B钢的抗拉强度、冲击功和布氏硬度都高于相同条件下A钢的值，并且在200℃回火时，取得的综合力学性能较好。