[发明专利]一种高氮铁素体珠光体钢

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别是涉及一种高氮铁素体珠光体钢。 

背景技术

通常，氮被视为钢中的一种有害元素。钢中游离氮对钢材的时效性能有不利影响。然而，在炼钢的各个环节，如铁水、废钢、电弧加热、出钢过程中吸氮，都会造成钢中氮含量增加。为了降低钢中氮含量往往需要采取很多措施，以转炉钢为例，使用高纯氧气、提高供养强度、减小炉口直径、减少使用氮含量高的废钢等方法降低氮含量。 

随着高氮不锈钢的成功应用，氮作为合金元素的作用，越来越受到重视。研究表明，氮作为钢中的间隙原子，与碳相比，氮是一种更有效的固溶强化元素，与其他合金元素协同作用，能改善钢的多种性能。例如细化晶粒，增加钢材强度，改善基体表面性能和提高耐蚀性能。 

氮的强化作用已经在不锈钢、高速工具钢、模具钢中广泛应用。然而国内外关于高氮在铁素体珠光体钢中的研究较少，有关高氮铁素体珠光体钢的专利处于空白。 

发明内容

本发明的目的是给出一种高氮铁素体珠光体钢的成分范围，采用高氮设计的铁素体珠光体钢的性能高于普通铁素体珠光体钢。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

对于铁素体+珠光体钢，本发明的成分范围，按照重量百分比计为：C：≤0.35％，Si：0.3～0.8％，Mn：0.60～1.60，P≤0.045％，S≤0.035％，120ppm≤N≤300ppm，根据钢材综合性能要求，可适量加入V、Nb等微合金元素，微合金元素总量不超过0.15％，其余为Fe和杂质元素。 

本发明的优点在于：采用本成分范围的铁素体+珠光体钢，免除了炼钢过程中脱氮采取的各项技术措施，降低成本，钢的强度提高，强屈比提高。 

附图说明

图1为铁素体+珠光体钢组织照片。 

具体实施例

实施例1 

化学成分配比，按重量百分比计：C：0.20，Si：0.40，Mn：1.38，P≤0.035，S≤0.035，Nb：0.020，N：120ppm，其他为Fe。 

实施例2 

化学成分配比，按重量百分比计：C：0.22，Si：0.36，Mn：1.42，P≤0.035，S≤0.035，Nb：0.021，V：0.02，N：200ppm，其他为Fe。 

实施例3 

化学成分配比，按重量百分比计：C：0.25，Si：0.62，Mn：1.51，P≤0.035，S≤0.035，V：0.09，N：210ppm，其他为Fe。 

实施例4 

化学成分配比，按重量百分比计：C：0.15，Si：0.40，Mn：1.20，P≤0.035，S≤0.035，V：0.05，N：140ppm，其他为Fe。 

实施例5 

化学成分配比，按重量百分比计：C：0.28，Si：0.55，Mn：1.46，P≤0.035，S≤0.035，V：0.04，N：160ppm，其他为Fe。 

实施例6 

化学成分配比，按重量百分比计：C：0.35，Si：0.45，Mn：1.48，V：0.12，P≤0.035，S≤0.035，N：290ppm，其他为Fe。 

表1 

上表所述发明钢的氮含量显著高于对比钢。 

(1)发明钢的组织特征如图1。 

(2)发明钢与对比钢性能如表2所示： 

表2 

本发明具有实质性特点和显著进步，本发明利用电炉钢高氮的特点，免除了转炉钢脱氮的措施，氮起到了强化钢中珠光体的作用，提高了钢材的抗拉强度和强屈比，工艺简单，成本低。