[发明专利]一种利用含硼生铁提高Q235钢屈服强度的方法

说明书

本发明公开一种利用含硼生铁提高Q235钢屈服强度的方法，以Q235钢、含硼生铁、钛铁合金为原料，在真空感应炉内熔化及合金化，再经过浇铸、两阶段控轧轧制与控制冷却工艺得到最终钢板。本发明的优点是：不仅综合利用了含硼生铁，为其提供了一条合理的利用途径，同时充分利用硼元素能有效提高钢的淬透性的特点，使组织部分转化为贝氏体，显著提高Q235钢的屈服强度，成本低，对设备要求低，生产效率高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种利用含硼生铁来使Q235钢中部分组织转变为贝氏体，从而提高钢屈服强度的方法。

背景技术

我国正处在工业化进程中，钢铁工业作为重要的支柱产业，对促进国民经济的发展具有重要作用。但我国钢铁工业正面临着日益严重的资源、能源短缺，环境恶化等问题。因此在提高材料性能的情况下减少钢铁材料中合金元素的使用量，尽可能使用相对简单的化学成分生产出满足不同性能要求的产品，从而提高能源使用效率，节约材料，对促进我国社会经济可持续发展具有重要意义。

最近几十年钢的微合金化主要集中在铌，钼，铬，钨，钒，钛等贵金属。与一般的合金元素相比，硼是最有效的提高淬透性的元素，钢中加入0.001％的硼就能大幅度提高钢的淬透性。因而微量的硼可以代替一些贵重合金元素如镍、铬、钼等。此外利用高炉铁硼分离工艺流程获得的含硼生铁，虽然具有来源方便、价格便宜等优点，但由于硼含量较低(0.2-1.0％)，一直没有合理利用，对硼资源造成极大浪费。

Q235钢是广泛应用的钢种，但强度较低，一般提高Q235屈服强度的方法都是通过低温大变形实现，对轧机设备要求极高，或者通过添加其它贵金属实现。

在中国专利公开申请CN103741025A中，薛向欣、张志宏公开了一种以含硼生铁为加硼剂制备含硼微合金钢的方法，并成功申请了发明专利，但是他们研究的含硼微合金钢中碳含量较低(0.08-0.12％)，因此对脱碳工艺要求较高，其中锰含量较高(1.5-1.8％)，而锰资源属于紧缺资源，价格昂贵。虽然轧制工艺简单又具备良好的性能，但综合经济成本较高，不利推广应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明通过在工程领域广泛应用的Q235钢中添加含硼生铁和钛铁合金，改变冶炼及轧制工艺条件，利用两阶段控轧轧制与控制冷却工艺，使其屈服强度大幅度提高，并且其它力学性能均符合要求。

具体技术方案如下：

一种利用含硼生铁提高Q235钢屈服强度的方法，以Q235钢，含硼生铁，钛铁合金为原料；

其各成分质量百分比如下：

所述Q235钢各成分质量百分比C:0.12～0.22％，Mn:0.3～0.85％，Al:0.03～0.05％，Si:≤0.5％，S:≤0.05％，P:≤0.045％，余量为Fe；

所述含硼生铁各成分质量百分比C:3.0～3.8％、Si:2.0～3.2％、Mn:0.08～0.12％、P:≤0.06％、S:≤0.12％、B:0.20～1.0％，余量为Fe；

所述钛铁合金各成分质量百分比C 0.24～0.33％、Si 0.30～0.70％、V 2.6～3.2％、P≤0.02％、S≤0.05％、Al 4.3～4.7％、Ti 70～74％，余量为Fe；

其制备工艺步骤如下：

(1)将经过处理的Q235钢装入感应炉内进行熔化以及合金化，熔化初期保持真空度3～10Pa，大功率加热炉料；熔化中期充氩气调节，气压控制在2～5Kpa；进入精炼期后，保持高真空度，脱氧氮，将温度加热到1600～1630℃，达到后保温；加入钛铁合金，开启电磁搅拌；随后加入含硼生铁，保温，开启电磁搅拌；

(2)浇铸前，先降温到1580℃，保持在3～5KPa下浇铸；