专利名称：奥贝马钢及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种奥氏体、贝氏体和马氏体组成的复相组织钢，属于材料学及冶金技术领域。
三十年代初，美国人贝恩(E.C.Bain)等发现低合金钢在中温等温下可获得一种高温转变及低温转变相异的组织，后被人们称为贝氏体，该组织具有较高的强韧性配合。五十年代，英国皮克林(P.B.Pickering)等发明了Mo-B系空冷贝氏体钢，Mo对中温转变推迟作用显著低于高温转变，而B可显著推迟铁素体转变，而对高温转变影响小。Mo与B结合就可使钢在相当宽的连续冷却速度范围内获得贝氏体组织。Mo-B系贝钢的出现受到世人很大重视，但因Mo原料价格昂贵，同时又因Mo-B钢贝氏体起始转变温度高，产品强韧性差，为降低此温度，必需将Mo-B钢复合金化，从而进一步提高价格，故推广应用及发展受到限制。我国材料科学家柯俊、陈南平和方鸿生等于70年代初，发现Mn在一定含量时，可使过冷奥氏体等温转变曲线上存在明显的河湾，使钢的上、下C曲线分离，Mn与B相结合，使高温转变孕育期明显长于中温转变，以此成功地用普通元素合金化，发明出Mn-B系空冷贝氏体钢，其缺点是工业化程度低，因B的氧化性强，钢中很难残存，很难发挥作用，有效利用率低。
本发明的目的在于，弥补已有技术的不足，提供一种耐热、耐磨、强度韧性好的新型奥贝马钢。
本发明的另一目的在于，提供一种上述奥贝马钢的制造方法。
本发明的奥贝马钢的化学成分重量百分比组成如下碳C 0.05～1.5％锰Mn 0.5～3.0％铬Cr 0～1.5％硅Si 0.3～2.6％硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％钼Mo 0.1～1.2％硼B 0～0.08％稀土REM 0～0.08％铌Nb 0～0.05％或钒V 0～1.2％或钛Ti 0～0.09％余量铁和不可避免的杂质元素。
本发明优选以下配比，均为重量百分比碳C 0.1～1.0％锰Mn 1.4～2.8％铬Cr 0.2～1.2％硅Si 1.2～2.5％
硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％钼Mo 0.3～0.5％硼B 0～0.008％稀土REM 0.003～0.02％铌Nb 0.01～0.05％或钒V 0.08～1.2％或钛Ti 0.01～0.09％余量铁和不可避免的杂质元素。
从以上化学成份组成可以看出，本发明的奥贝马钢含碳量较低，而Mn量明显增大，以Mo代B来保证大量贝氏体的转变，Mo的有效利用率可达90％以上。对于脱氧特别充分的钢水可以加微量B。硫、磷作为杂质含量越少越好。
本发明在材料科学与技术上的发展在于(1)突破了空冷贝氏体钢必须加入Mo，W，B的传统设计思路；(2)以适量Mn，Si在获空冷奥贝马氏体同时，还可显著降低贝氏体相变温度(Bs)增韧增强，而Mo-B系贝钢达同样效果则需复合金化，大增成本。上述效果是因适量的Mn，Si可导致在中温下相界有Mn富集，对相界迁移起拖曳作用，同时Mn显著降低贝氏体相变驱动力，使贝氏体相变温度降低，细化贝氏体结构，Si可以促使在晶间形成均匀的确奥氏体。
本发明奥贝马钢的制造方法包括步骤如下1.高炉铁水预处理后入转炉；此时可再加入废钢及石灰、萤石、矿石等散装料；2.脱氧合金化；3.钢水炉外精炼；4.连铸；5.铸坯；进行下述6或7的操作；6.铸坯在700℃～800℃时空冷得铸件；7.铸坯轧制；8.终轧；9.在850℃～900℃矫直，空冷得产品。
奥贝马钢是一种有奥氏体、贝氏体和马氏体组成的复相组织，其具有良好的综合性能，高强度、高硬度、高韧性及好的可焊性，制造工艺简单、成本低、效益高及市场竞争力强等优点。奥贝马新型耐热、耐磨钢可广泛应用于冶金矿山、机械、建材、铁路、电力及化工等行业的各种耐热、耐磨件。其主要特点是1.热成型后空冷自硬，可免除传统的淬火或淬火、回火工艺，从而可节约大量的热处理费用仅此一项吨钢可节约400～600元/吨。
2.免除淬火过程中产生的变形、开裂、氧化及脱碳等缺陷。
3.大幅度降低原材料及铁合金成本，奥贝马钢的原材料成本仅是Ni、Cr合金钢的1/3～1/2。
4.产品整体硬化，强韧性好及耐热抗氧化性能，可在高温下保持高强度、高硬度及良好的冲击韧性。奥贝马新型耐热、耐磨钢改变了一般贝氏体钢中的碳物存在形态，从而使在工作载荷下，裂纹不易萌生及扩展。
5.解决了材料的强度与焊接性能这一对矛盾，众所周知，钢铁材料均是随含碳量的增加，强度硬度随之升高，但焊接性能却随之大大恶化，新型奥贝马钢碳含量可控在较低的范围内，不仅使材料具有较好的强、韧性统一结合，同时又有良好的焊接性能。
6.可用于冶金、矿山、机械、建材、交通、电力、电子及化工等行业的各种高强度高韧性钢及耐热、耐磨件、铸钢件、各类机械及汽车部件、弹簧、工程结构用钢、塑料及橡胶模具、堆焊焊条等。
附
图1是本发明奥贝马钢金相显微组织图。
附图2是Ni-Cr钢金相显微组织图。
下面结合实施例对本发明作进一步说明实施例1.奥贝马钢化学组成，均为重量百分比。
碳C 0.5％锰Mn 2.0％铬Cr 0.8％硅Si 1.8％硫S 0.02％磷P 0.02％钼Mo 0.4％硼B 0.004％稀土REM 0.01％铌Nb 0.03％余量铁和不可避免的杂质元素。
实施例2.奥贝马钢化学组成，均为重量百分比。
碳C 0.2％锰Mn 1.2％铬Cr 0.3％硅Si 1.5％硫S 0.01％磷P 0.01％钼Mo 0.2％硼B 0稀土REM 0.004％钒V 0.08％余量铁和不可避免的杂质元素。
实施例3.奥贝马钢化学组成，均为重量百分比。
碳C 1.2％锰Mn 2.8％
铬Cr1.0％硅Si2.5％硫S 0.035％磷P 0.035％钼Mo1.0％硼B 0.008％稀土REM 0.02％钛Ti0.08％余量铁和不可避免的杂质元素。
实施例4.奥贝马钢的制造方法包括步骤如下高炉铁水预处理后入转炉；此时再加入废钢及石灰、萤石、矿石等散装科；脱氧合金化；钢水炉外精炼；连铸；铸坯；铸坯在700℃时空冷得铸件；铸坯轧制；终轧；在850℃矫直，空冷得产品。
权利要求
1.一种奥贝马钢，其特征在于，化学成分重量百分比组成如下碳C 0.05～1.2％锰Mn 0.5～3.0％铬Cr 0.2～1.2％硅Si 0.3～2.6％硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％钼Mo 0.1～1.0％硼B 0～0.08％稀土REM 0.003～0.02％铌Nb 0.01～0.05％或钒V 0.08～1.2％或钛Ti 0.01～0.09％余量铁和不可避免的杂质元素。
2.如权利要求1所述的奥贝马钢，其特征在于，化学成分重量百分比组成如下碳C 0.1～1.0％锰Mn 1.4～2.8％铬Cr 0.2～1.2％硅Si 1.2～2.5％硫S ≤0.035％磷P ≤0.035％钼Mo 0.3～0.5％硼B 0～0.008％稀土REM 0.003～0.02％铌Nb 0.01～0.05％或钒V 0.08～1.2％或钛Ti 0.01～0.09％余量铁和不可避免的杂质元素。
3.一种权利要求1奥贝马钢的制造方法，包括步骤如下(1)高炉铁水预处理后入转炉；此时可再加入废钢及石灰、萤石、矿石等散装料；(2)脱氧合金化；(3)钢水炉外精炼；(4)连铸；(5)铸坯；进行下述6或7的操作；(6)铸坯在700℃～800℃时空冷得铸件；(7)铸坯轧制；(8)终轧；(9)在850℃～900℃矫直，空冷得产品。
全文摘要
本发明涉及一种奥氏体、贝氏体和马氏体组成的复相组织钢,属于冶金技术领域。奥贝马钢化学成分为:0.05～1.5%C,0.5～3.0%Mn,0～1.5%Cr,0.3～2.6%Si,0.1～1.2%Mo,0～0.08%B,0～0.08%稀土,以及0～0.05%Nb或0～1.2%V或0～0.09%Ti,余量铁和不可避免的杂质元素。具有良好的综合性能,高强度、高硬度、高韧性及好的可焊性,制造工艺简单、成本低。
文档编号C22C38/28GK1265430SQ0011091
公开日2000年9月6日 申请日期2000年2月29日 优先权日2000年2月29日
发明者孙传水 申请人:济南济钢设计院