一种700MPa级高韧性防爆钢板的制造方法与流程

0.50％，nb：0.008-0.030％，b:0.0008-0.0025％，ti≤0.020％，s≤0.03wt％、p≤0.110wt％、pb≤0.005wt％、as≤0.005wt％、sn≤0.005wt％、sb≤0.005wt％、bi≤0.005wt％，其余为fe及不可避免的杂质；
9.(2)将步骤(1)中的铸坯及时吊入缓冷坑进行缓冷操作；
10.(3)将步骤(2)缓冷之后的铸坯依次进行加热、轧制成所需尺寸规格的钢板，然后利用超快冷设备进行快速冷却至650
±
10℃；
11.(4)将步骤(3)快速冷却后的钢板进一步空气冷却至250-400℃后，将钢板吊入缓冷坑进行缓冷；
12.(5)将步骤(4)缓冷后的钢板进行探伤、抛丸、热处理，得到所述700mpa级高韧性防爆钢板。
13.优选的，所述700mpa级高韧性防爆钢板的厚度为6～50mm。
14.优选的，步骤(2)所述缓冷是将表面温度为750～850℃的铸坯吊入缓冷坑中缓冷72～120小时。
15.优选的，步骤(3)所述加热采用四段步进式加热炉，其中预热段温度为800
±
30℃、二段加热温度为1050
±
30℃、三段加热温度为1250
±
30℃、四段加热温度为1230
±
20℃，出钢温度为1050-1130℃。
16.优选的，步骤(3)所述轧制包括粗轧和精轧；所述粗轧的终轧温度1000℃～1050℃，终轧之后的中间坯采用空气冷却，然后进行精轧，精轧采用未再结晶区轧制，压缩比3-5倍，所述精轧的开轧温度900℃～970℃，终轧温度为790-840℃，然后经超快冷设备将钢板从750℃-800℃快速冷却至650
±
10℃。
17.优选的，步骤(4)所述缓冷是缓冷是将快速冷却至650
±
10℃的钢板经矫直进入冷床区域空气冷却，空冷至250-400℃之间吊入缓冷坑进行缓冷，缓冷至30～80℃上线剪切。
18.优选的，步骤(5)所述热处理热处理包括完全淬火、亚温淬火和回火(qlt热处理)，所述完全淬火温度为880～910℃，亚温淬火温度为830～850℃，回火温度为500-650℃。
19.本发明的700mpa级新型高韧性防爆钢板(br700)包含以下成分:
20.碳：根据文献总结与生产经验，屈服强度600mpa级以上高强钢大多采用调质热处理，其组织为回火马氏体。为保证淬火马氏体的强度，钢板含c量通常高于0.1％。同时为提高钢板的淬透性，钢中通常加入适量的cr、mo、ni、b等合金元素。为兼顾强度与韧性，br700的c含量设计为0.09-0.16％。
21.锰：mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。通过mn的添加，可以降低ar3，抑制渗碳体等碳化物的粗化。mn有提高调质钢淬透性的作用，但mn是易偏析元素，含量不宜过高，br700 mn含量设计为1.00-1.40％。
22.铌：可以提高钢板淬透性，还可以显著提高奥氏体未再结晶温度，同时可以有效细化晶粒，0.01％可有效抑制晶粒长大。但当nb含量超过0.10％析出相粗大，延伸率将会恶化，br700 nb含量设计为0.008-0.030％。
23.钛：调质钢中ti的作用主要为固定钢中的氮，同时还起到细化晶粒和析出强化的作用。br700 ti含量设计为≤0.020％。
24.镍：提高钢的淬透性，提高钢板低温韧性，且不会引起焊接热影响区韧性恶化，但
由于成本较高，且国内资源不丰富，因此含量一般≤3％。br700 ni含量设计为0.07-0.30％。
25.铬：提高钢的淬透性、抗氢脆能力，又可以替代部分mn和mo，且偏析倾向小于mn，在提高钢板强度的同时不降低冲击韧性，br700 cr含量设计为0.10-0.60％。
26.钼：细化组织，促进马氏体/贝氏体形成，提高钢屈服强度。又可以与b协同作用提高钢板淬透性，br700 mo含量设计为0.10-0.50％。
27.硼：提高钢板淬透性，但含量较高后容易偏聚到晶界等缺陷处，降低材料韧性。br700 b含量设计为0.0008-0.0025％。
28.残余元素p、s及气体n、h、o均可降低钢板韧性，在生产中应尽可能降低其含量，br700要求p≤0.020％，s≤0.005％，n≤50ppm，h≤2ppm，o≤15ppm。
29.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
30.本发明制备的700mpa级高韧性防爆钢低温韧性优异、性能稳定。屈服强度在720-800mpa之间，抗拉强度780-870mpa之间，断后延伸率a5≥15％，-40℃纵向冲击功达到了200j以上，典型值达到了220j以上，达到了防爆钢制造领域国际先进水平。本发明生产的700mpa级高韧性防爆钢板能有效抵抗8kg tnt埋爆测试，可达北约三级防护标准。
附图说明
31.图1是实施例1制备的20mm厚度br700的金相组织照片；
32.图2是实施例1制备的20mm厚度br700的爆炸测试后的钢板3d扫描图。
具体实施方式
33.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
34.实施例1
35.一种700mpa级高韧性防爆钢板(br700)的制造方法，步骤如下：
36.(1)以优质铁水和废钢为原料制备冶炼铁水，采用双渣法和留渣操作降低冶炼铁水中的p、s元素含量，在转炉吹炼中途倒出1/2的炉渣，然后加入新渣料重新造渣，另外在出钢过程中将本炉已经造好的高碱度、高温度和较高feo含量的终渣的1/3留在炉内，冶炼合格的钢水经lf精炼，并经连铸浇铸成厚度为320mm的铸坯；
37.所述铸坯中化学组分重量百分比如下：
38.c:0.12％，mn:1.05％，cr：0.50％，ni：0.25％，mo：0.30％，nb：0.023％，b:0.0015％，ti：0.013％，p：0.012％，s：0.002％，n：36ppm，h：0.8ppm，o：10ppm，pb：0.001wt％、as：0.0008wt％、sn：0.0002wt％、sb：0.001wt％、bi：0.001wt％；其余为fe及不可避免的杂质；
39.(2)表面温度为810℃的铸坯吊入缓冷坑进行缓慢冷却，实际缓冷时间为81小时；
40.(3)将步骤(2)缓冷之后的铸坯进行加热，控制出钢温度为1089℃，然后进行粗轧，粗轧终轧温度1025℃，中间坯空气冷却后进行精轧，精轧开轧温度910℃，终轧温度830℃，中间坯厚度80mm，未再结晶区压缩比为4倍；然后经超快冷设备将钢板从765℃快速冷却至656℃；
41.(4)将步骤(3)冷却后的钢板然后经矫直进入冷床区域空气冷却，空冷至330℃时
吊入了缓冷坑进行缓冷，缓冷至65℃上线剪切；
42.(5)将步骤(4)缓冷后的铸坯进行探伤、抛丸、热处理，所述热处理为qlt(完全淬火+亚温淬火+回火)热处理，其中完全淬火温度为889℃，亚温淬火温度为835℃，回火温度为560℃，得到厚度为20mm的700mpa级高韧性防爆钢板。
43.实施例1制备的br700成品性能如表1.
44.表1
45.板厚20mm屈服强度791mpa抗拉强度830mpa伸长率15.0％冲击尺寸10*10*55试样方向纵试验温度-40℃冲击1246.0j冲击2258.0j冲击3269.0j冲击ave257.6j
46.对比例1
47.对比例1的防暴钢钢种代号为s700，由以下质量百分比元素构成：c0.14％、si0.26％、mn1.15％、p0.009％、s0.001％、als0.03％、nb0.0036％、ni0.07％、ti0.008％、cr0.302％、mo0.165％、b0.0012％，余量为fe及不可避免的杂质。
48.实施例1制备的20mm厚度规格与国外先进指标各项对比结果见表2。强度、塑韧性一致，d＝a冷弯与-10℃横向落锤性能均合格；国外某700mpa级防爆钢拉力试样出现断后分层现象，但对使用无影响。而纵向-40℃低温冲击功相对于国外某品牌更加优异，极大拓宽了使用环境。另外经过8kgtnt埋爆测试，变形量为260mm，表面无裂纹，可达北约三级防护标准。完全可代替国外相同强度级别防爆钢板，实现国产化。
49.表2
50.[0051][0052]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。