低碳贝氏体钢的关键技术介绍

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超低碳贝氏体钢ulcb——被国际上称为21世纪的新一代钢铁材料，由于相对较低的生产成本，并具有高强度、高韧性、理想的屈强比及优良的焊接性能等，所以近年来国内外各钢铁公司都致力于这种新钢种的开发研制。在我国，超低碳贝氏体钢的研发虽然起步较晚，但进展很快。上世纪80年代末北京科技大学与宝钢合作开展了含铌超低碳贝氏体管线钢的研究。90年代初北京科技大学与武钢开展了铌微合金化超低碳贝氏体工程机械用钢研究与开发，其中一个品种已全面投产。1995年以来在武钢又进行了600～700mpa级cu－nb－b系超低碳贝氏体钢的研究。特别是1998年国家973项目启动以来，研发工作取得了重大进展。在鞍钢、武钢大生产轧制条件下已实现了屈服强度达800mpa级的超低碳贝氏体钢中厚板的成功试制。目前，舞钢已可生产最大厚度达50mm的超低碳贝氏体钢板。
实现超低碳贝氏体钢的产业化，有几个关键的技术因素。一是钢包冶金技术的大规模应用，这样在炼钢时，当碳含量大幅度降低后，钢中氧氮等气体含量仍能得以降低，各种微量元素的回收得到控制。二是在热加工技术上全面应用tmcp（控轧控冷）技术，使钢种生产全过程的控制得以实现。三是铌、钛、钒、硼等微合金元素的研究与应用得到全面发展，特别是微量铌以及nb－b、nb－cu－b等元素的综合作用研究和应用在这一发展过程中起了突出的作用。
以武钢开发超低碳贝氏体钢wh70钢种（屈服强度590～775mpa，抗拉强度700～830mpa）为例，其技术关键点有：
1.合金设计采用mn-nb-cu-b型，碳含量控制在0.05%以下。为了能够在40mm以上规格的厚板中获得更多的贝氏体组织，mo的加入量控制在0.35%左右。
2.冶炼采用真空精炼，钢液在真空下进行残氧脱碳反应，以控制较低的碳含量；并进行ca处理以控制钢中的硫含量及硫化物的形态；采用氩封保护浇注。
3.采用控轧工艺，实现再结晶区-未再结晶区-两相区三个阶段的控制轧制。加大轧后水冷速度，水冷速度控制在4～8℃/s，水冷终止温度控制在560～620℃。
4.时效工艺上运用cu的时效析出物ε-cu微粒对钢进行沉淀强化。时效处理在高于时效强化峰值温度（约550℃）的温度区进行，使其析出物的数量和尺寸适当，以避免对韧性的损害。