[发明专利]高强韧高磷钢及生产方法

说明书

本发明涉及一种高强韧高磷钢及生产方法，以重量百分比计的化学成分为：C 0.4‑0.8%，Si 0.55‑1.6%，Cr 0.4‑4.0%，P 0.03‑0.3%，其余为Fe及杂质元素；在1100‑1250℃保温1‑2小时，然后进行压下量≥60%轧制；在750‑850℃进行压下量≥60%轧制，轧后淬火至室温；加热至800‑850℃保温2‑2.5小时，然后压下量≥60%轧制，轧后淬火至室温；在400‑550℃进行回火保温1‑1.5小时、然后空冷至室温；抗拉强度≥1100MPa，断后延伸率≥20%，‑110℃冲击功≥60J。

技术领域

本发明涉及高强度高韧性高磷钢，属于钢铁冶金、轧钢技术领域，特别是涉及一种可抵抗-110℃冲击、抗拉强度1100MPa级别的中高碳高磷钢。

背景技术

中高碳钢广泛应用于冷镦、轴承、紧固、缆索等高强度要求场合，最重要的原因是碳是最便宜的强化元素，可以替代大量的合金强化元素，降低成本。

对于中高碳钢，磷通常作为有害杂质元素来加以严格限制。过量的磷会严重恶化低温韧性，延伸率和面缩；另一方面由于偏聚不均匀性和磷自身的脆性，导致变形能力大幅下降，比如冷镦开裂倾向大。目前，需要具备-20℃冲击功要求的钢材一般都提出了磷含量不超多0.03%的上限，比如船板、桥梁、紧固件、冷镦等。

尽管磷对钢材的韧性不利，但其提高强度效果明显；同时当前钢材冶炼流程中，采用专门脱磷工艺来降低磷含量，增加额外成本。因此，高磷钢具备低成本、高强度。如能解决高磷钢的韧性恶化，可大幅降低中高碳钢的合金使用量和低成本生产。

中高碳钢的磷强化改善一直是行业技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高韧性的中高碳的高磷钢。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

高强韧高磷钢，以重量百分比计的化学成分，C 0.4-0.8%，Si 0.55-1.6%，Cr 0.4-4.0%，P 0.03-0.3%，其余为Fe及杂质元素；

高强韧高磷钢，以重量百分比计的化学成分，C 0.4-0.6%，Si 0.6-1.2%，Cr 0.8-3.0%，P 0.08-0.25%，其余为Fe及杂质元素；

高强韧高磷钢，以重量百分比计的化学成分，还含有0.4-3.0%的Mn，Cu和Mo中的一种或以上；

高强韧高磷钢采用以下生产工艺：1）在1100-1250℃保温1-2小时，然后进行轧制，压下量≥60%；然后在750-850℃区间轧制，压下量≥60%，轧后淬火至室温；2）加热至800-850℃保温2-2.5小时，然后轧制，压下量≥60%，轧后淬火至室温；3）在400-550℃进行回火保温1-1.5小时、然后空冷至室温；

高韧塑性高磷钢，抗拉强度≥1100MPa，断后延伸率≥20%，-110℃冲击功≥60J。

钢材中的元素添加理由详述如下：

C：是中高碳钢中主要的强化元素；当其含量低于0.4%时，强化效果不明显；当其含量超过0.8%时，易引发由于偏聚不利于组织和性能均匀性控制，也不利用塑性提高；因此，其优选含量在0.4-0.8%。

当其含量在0.4-0.6%之间时，效果更好；

当其含量在0.45-0.6%之间时，效果最好。

Si：主要是通过固溶强化提高强度；当其含量低于0.55%时，强化效果不明显；当其含量超过1.6%时，容易导致热塑性和韧性下降；因此，优选其含量为0.55-1.6%。

当其含量在0.6-1.2%之间时，效果更好；

当其含量在0.65-1.0%之间时，效果最好。