[发明专利]一种利用稀土提高Nb、Ti微合金钢焊接性能的方法在审

专利信息
申请号: 202010738113.7 申请日: 2020-07-28
公开(公告)号: CN111893240A 公开(公告)日: 2020-11-06
发明(设计)人: 李晶;耿如明;史成斌 申请(专利权)人: 北京科技大学
主分类号: C21C7/06 分类号: C21C7/06;C21C7/064;C21C7/10;C21D1/25;C21D8/02;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/38
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 皋吉甫
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 稀土 提高 nb ti 合金钢 焊接 性能 方法
【说明书】:

发明公开了一种利用稀土提高Nb、Ti微合金钢焊接的方法,属于钢铁冶金和钢铁材料领域。该方法依次包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、热轧和热处理,在LF精炼过程加入Nb、Ti进行微合金化处理,在RH精炼过程加入稀土Ce合金;其中,通过在转炉冶炼、LF精炼、RH精炼过程控制氧、硫含量,提高稀土Ce合金加入前钢液的洁净度,并通过控制稀土Ce合金加入量,控制稀土在钢中的赋存状态,通过固溶稀土促进Nb、Ti碳氮化物的析出。本发明技术可用于应用于工程机械、石油管线、海洋工程等领域的Nb、Ti微合金钢,用于改善钢板的焊接性能。

技术领域

本发明属于钢铁冶金和钢铁材料领域,具体涉及一种利用稀土提高Nb、Ti微合金钢焊接性能的方法。Nb、Ti微合金钢广泛的应用于工程机械、石油管线、海洋工程等领域,该方法能够有效的提高Nb、Ti微合金钢的焊接性能。

背景技术

随着工业的蓬勃发展,对于钢铁材料的要求也逐渐提升,传统普通碳素钢难以满足需求。从20世纪30年代开始,低合金高强钢开始出现,当时是指一些通过添加少量合金元素,使钢材屈服强度达到280MPa以上的钢种。50年代开始,科学家们开始研究Nb、Ti在钢中的应用,显著提高了钢材各方面的性能。随后,结合TMCP控轧控冷技术并优化热处理工艺,Nb、Ti微合金化技术及相关理论逐渐成熟,大量具有高强度、高性能的Nb、Ti微合金钢不断的开发并投入工程应用。目前,工程机械、建筑构件的大型化和高层化以及海洋工程的深海化发展,对钢铁材料的强度、韧性等提出了更高的要求,同时要具有良好的焊接性能。为了满足社会经济发展对于钢铁材料的需求,需要一种提高Nb、Ti微合金钢的焊接性能的方法。

发明内容

为了实现以上目的,本发明设计了一种利用稀土提高Nb、Ti微合金钢焊接的方法,通过转炉冶炼、LF+RH炉外精炼,合理控制钢液中的氧、硫含量,提高稀土加入前钢液的洁净度,并匹配合适的稀土加入量,控制稀土在钢中的赋存状态。结合连铸、热轧、热处理工艺控制,利用固溶稀土促进了Nb、Ti碳氮化物的析出,显著提高了Nb、Ti微合金钢的焊接性能。

根据本发明的第一方面,提供一种利用稀土提高Nb、Ti微合金钢焊接的方法,其特征在于,所述方法依次包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、热轧和热处理,在LF精炼过程加入Nb、Ti进行微合金化处理,在RH精炼过程加入稀土Ce合金;

其中,通过在转炉冶炼、LF精炼、RH精炼过程控制氧、硫含量,提高稀土Ce合金加入前钢液的洁净度,并通过控制稀土Ce合金加入量,控制稀土在钢中的赋存状态,通过固溶稀土促进Nb、Ti碳氮化物的析出。

进一步的,所述方法在转炉冶炼前还包括铁水预处理步骤。

LF精炼意指钢包精炼炉(Ladle refining furnace,LF)精炼。

RH法即为真空循环脱气法,是西德鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)和海拉斯公司(Heraeus)于1957年共同开发的,故以两公司名字的首字母命名。

进一步的,LF精炼、RH精炼过程加入稀土Ce合金前采用铝脱氧,LF精炼过程进行深度脱氧脱硫。

进一步的,RH精炼过程到站钢液温度1580~1610℃,RH精炼过程真空处理10min以后加入适量的稀土Ce合金,控制加稀土合金前钢液中的氧含量在0.0010%,硫含量0.0010%,RH精炼过程总的真空处理时间20min,之后底吹氩软搅拌不少于5min,RH精炼过程结束钢液中稀土Ce总量0.0020~0.0060%。

进一步的,所述热轧过程采用热机械控制工艺(Thermo Mechanical ControlProcess,TMCP)轧制。

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