一种100～200mm厚合金结构钢30CrMnSiA及其生产方法与流程

本发明属于特厚板生产领域，具体涉及一种100～200mm厚合金结构钢30crmnsia及其生产方法。

背景技术：

1、30crmnsia合金结构钢要求具有良好的淬透性，调质后有很高的强度和足够的韧性，良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能好。适用于做砂轮轴，齿轮，链轮、活塞类零配件，以及汽车、飞机等各种特殊耐磨零配件，还可应用于航空航天。

2、近年来随着市场对此类特种钢的需求量不断增加，对其质量要求也日益提升，但目前公知的生产方式均是采用模铸或锻造，且需要单独的热处理才能满足产品质量要求，很难满足连续性批量化生产的需求。

3、中国专利cn118127415，公开了一种100-150mm厚度高强合金钢30crmnsi的生产方法，采用该方案不仅可以实现合金降本，而且可以获得满足使用要求的大厚度钢板，但其采用模铸的生产方法，对于该钢种的市场应用及推广仍存在一定的局限性。

4、又如中国专利cn102703825和cn102660712,分别公开了一种改进的30crmnsi钢的制备方法，其采用中频熔炼钢及合金，然后浇铸成标准的楔型和梯型试件毛坯，在840℃左右保温550～600s完成奥氏体化处理，再在180～300℃的温度下进行等温淬火或者不完全淬火，保温300s～500s后，再淬火至室温，才最终满足产品需求。成分设计中需要用到稀土元素，且生产工艺尤其是热处理工艺复杂，不利于生产过程控制。

5、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、为改善上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种100～200mm厚合金结构钢30crmnsia，相较于现有技术大幅缩短生产周期、降低生产成本，便于钢板的批量生产。

2、本发明的另一目的是提供一种100～200mm厚合金结构钢30crmnsia的生产方法。

3、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种100～200mm厚合金结构钢30crmnsia，包含如下质量百分比的化学成分：c：0.28～0.34、si：0.9～1.20、mn：0.80～1.00、p：≤0.012、s：≤0.005、cr：0.80～1.10，ti：0.015～0.035、als：≤0.050，其它为fe和残留元素。

4、与现有技术相比，通过加入细化晶粒的ti元素，来达到钢坯浇铸过程细化原始铸态晶粒，同时为后续钢板高温轧制过程内部晶粒进一步细化创造条件，最终实现钢板强度和冲击韧性提升的目的。

5、上述100～200mm厚合金结构钢30crmnsia的生产方法，包括控制轧制、控制冷却，具体如下：

6、1)控制轧制：采用二阶段轧制工艺，第一阶段开轧温度≥1050℃，利用钢坯温度高变形抗力小的特点，快速进入轧机进行轧制；控制单道次压下量＞40mm，进而达到压合铸坯内部疏松、缩孔等缺陷的目的，同时细化钢板1/2厚度位置的晶粒，待轧至成品厚度的1.5～2倍时停轧待温；第二阶段采用均温轧制，开轧温度910～940℃，保证轧制过程钢板整体温度均匀，为后续钢板超快冷(在线淬火)后组织的均匀性提供保障，道次压下量10～25mm，累计压下率≥50％，为钢板内部组织的细化创造良好的前提条件，终轧温度850～900℃；

7、2)控制冷却：轧制完毕，钢板进入acc快速冷却，开冷温度≥830℃，终冷温度控制在280～350℃，钢板出acc快速矫直后，吊入缓冷工位，下面铺10～15块温度500～650℃钢板，上面再覆盖10～15块温度500～650℃钢板，堆冷时间≥48h；通过钢板快冷后的余温在堆垛缓冷过程达到自回火，从而代替传统的回火炉回火的目的。

8、采用该方案获得的钢板，其金相组织为70％～80％的马氏体、15％～25％的贝氏体、≤5％的铁素体，其屈服强度≥880mpa，抗拉强度≥1190mpa，洛氏硬度45～55hrc。

9、采用本发明的有益效果包括：在成分中引入ti达到细化铸坯原始晶粒的目的，同时为轧制过程中晶粒的进一步细化创造条件；轧制过程中，采用大压下轧制，消除芯部缺陷，解决大厚度钢板压缩比不足造成的组织不均问题，精轧阶段采用均温轧制的方法确保钢板内部组织的均匀性；采用在线淬火+堆垛缓冷的方式，代替传统的离线淬火+离线回火工艺，大幅缩短生产周期、降低生产成本，实现钢板的批量生产。

技术特征：

1.一种100～200mm厚合金结构钢30crmnsia，，其特征在于，包含如下质量百分比的化学成分：c：0.28～0.34、si：0.9～1.20、mn：0.80～1.00、p：≤0.012、s：≤0.005、cr：0.80～1.10，ti：0.015～0.035、als：≤0.050，其它为fe和残留元素；

2.根据权利要求1所述的100～200mm厚合金结构钢30crmnsia的生产方法，包括控制轧制、控制冷却，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种100～200mm厚合金结构钢30CrMnSiA及其生产方法，在成分中引入Ti达到细化铸坯原始晶粒的目的，同时为轧制过程中晶粒的进一步细化创造条件；轧制过程中，采用大压下轧制，消除芯部缺陷，解决大厚度钢板压缩比不足造成的组织不均问题，精轧阶段采用均温轧制的方法确保钢板内部组织的均匀性；采用在线淬火+堆垛缓冷的方式，代替传统的离线淬火+离线回火工艺。采用该方案获得的钢板的组织包括70％～80％的马氏体、15％～25％的贝氏体、≤5％的铁素体，其屈服强度≥880MPa，抗拉强度≥1190MPa，洛氏硬度45～55HRC，相较于现有技术大幅缩短生产周期、降低生产成本，便于钢板的批量生产。

技术研发人员：朱书成,袁永旗,李忠波,许少普,张涛,刘庆波,康文举,朱先兴,白艺博,李嘎子,任义
受保护的技术使用者：南阳汉冶特钢有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27