CN108642380B

CN108642380B - 一种900MPa级别的抗冲击波钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN108642380B
Application number: CN201810463782.0A
Authority: CN
Inventors: 潘辉; 韩赟; 郭佳; 李晓林; 刘杰; 崔阳
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Corp
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2038-05-15
Also published as: CN108642380A

Abstract

本发明公开一种900MPa级别的抗冲击波钢板及其制造方法，其连铸坯按重量百分比计为：C0.06～0.1％，Si0.3～1.0％，Mn2.0～3.0％，Cr0.3～1.0％，Al0.2～1.0％，P≤0.01％，S≤0.004％，B0.001～0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。热轧工艺:连铸坯送入加热炉经1200‑1250℃加热，轧制变形量大于80％，开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为860℃～920℃，终轧后钢板以20～30℃/s的冷却速度冷却到600℃～650℃，卷取后冷却至室温得到性能优良钢板，其主要特征在于含有大量位错的不稳定组织生成，其屈强比较低，受到高速冲击波时，吸能效果明显，优于同强度级别钢板。

Description

一种900MPa级别的抗冲击波钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种900MPa级别的抗冲击波钢板及其制造方法。

背景技术

任何波源，当运动速度超过了其波的传播速度时，就会产生冲击波，具有危害性的冲击波主要为爆炸时候产生的高速冲击波。防冲击波产品主要应用在军事应用场景，降低地雷及导弹爆炸所产生的冲击波破坏性，保证人员安全和设备完整；同时全球的反恐形势严峻，极端主义爆炸时有发生，在公共场所对防冲击波产品也有着潜在需求。

爆炸冲击波对人的伤害主要是其初期产生的高温高压，普通炸药产生的温度在3000度左右，压力达到30个大气压。人所受到的冲击波超压和冲击波作用时间决定了人的受伤害程度。冲击波超压就是冲击波压强与空气静止时的气压(1个大气压)的压强差。冲击波超压为0.5大气压时，人的耳膜破裂，内脏受伤；超压为1大气压时，作用在人体整个躯干的力可达4－5千公斤，在这么大的冲击力挤压下，人体内脏器官严重损伤，尤其会造成肺、肝、脾破裂，以至导致人员死亡。

现有的用于军事的防弹钢板主要是阻止高速子弹和弹片对钢板的侵彻，对这种以能量形势快速扩散的冲击波没有特定的吸能作用，只能作为一种介质使冲击波通过，防护作用有限。同时泡沫铝及其复合材料对吸能有效，但其成本高，防弹片能力差。一种高强度的防冲击波钢板可以较为经济的达到防弹片侵彻和降低冲击波能力的目标。可应用于军用车辆的防护板和公共场所隔断层。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种900MPa级别的抗冲击波钢板及其制造方法，具体技术方案如下：

一种900MPa级别的抗冲击波钢板，其特征在于，连铸坯按质量百分比计为：C0.06～0.1％，Si0.3～1.0％，Mn2.0～3.0％，Cr0.3～1.0％，Al0.2～1.0％，P≤0.01％，S≤0.004％，B0.001～0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，Si+Al0.6～1.5％。

一种900MPa级别的抗冲击波钢板的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述成分的连铸坯送入加热炉加热；

(2)热轧；

(3)层流冷却；

(4)卷取，得到热轧板；

(5)缓慢冷却至室温。

进一步地，所述连铸坯的加热温度1200～1250℃。

进一步地，所述热轧的开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为860～920℃，轧制变形量大于80％。

进一步地，所述层流冷却速度为20～30℃/s。

进一步地，所述卷取的温度为600～650℃。

进一步地，所述热轧板的厚度为4.0～7.0mm。

本发明提供的抗冲击波钢板，含有大量位错的不稳定组织，起交错的不稳定结构给吸能提供了空间，强度达到900MPa级，延伸率高，屈强比低，高速吸能效果优于其他同级别钢种，可用于车辆的防冲击波护板，或者在公共场所充当反恐隔板使用。

有关成分的说明：

C钢中最重要的强化元素，同时，此钢中需要一定量的C以达到生成稳定奥氏体的作用。含量太少，强度不足，残余奥氏体不稳定，影响延伸率；含量太多，容易出现渗碳体，影响韧能。

Si在钢中起固溶强化作用，促进贝氏体形成。含量太少，强度达不到；含量太多，容易使表面形成铁锈影响表面质量。

Mn开启奥氏体相区，促进奥氏体形成，同时在钢中起固溶强化作用。Mn含量过高，对组织控制没有作用，只会增加强度，降低延伸；含量过低，起不到改善组织的作用。

Cr增加钢的淬透性，Cr太多，硬度太高；太少，起不到作用。

Al铁素体相区元素，影响C与Mn在基体中的分布状态，增加奥氏体层错能和力学性能，Al过高对组织控制没有作用，过低达不到组织控制的作用。

B提高淬透性，有利于贝氏体及马氏体转变，提高钢的强度，B太高容易形成析出物，材料变脆；太低，起不到改变组织的作用。

P，S，N为杂质元素，应尽量减少。

附图说明

图1为本发明实施例提供的900MPa级别抗冲击波钢板的金相组织图。

具体实施方式

表1是本发明实施例900MPa级别抗冲击波钢板连铸坯的主要化学成分，本发明的连铸坯经加热炉加热，热轧、层流冷却、卷取后得到热轧板，然后在缓冷坑缓慢冷却到室温即得；表2是本发明实施例900MPa级别抗冲击波钢板制备方法工艺控制；表3是本发明实施例900MPa级别抗冲击波钢板力学性能，力学性能的测试按照GB/2008-228标准进行，抗冲击能力由霍普金森压杆吸能实验判断。

表1 (wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Al	B
									A-1	0.075	0.64	2.4	0.007	0.004	0.5	0.5	0.001
A-2	0.08	0.52	2.6	0.009	0.004	0.55	0.6	0.0015
									A-3	0.07	0.4	2.5	0.003	0.002	1.0	0.8	0.0012
A-4	0.09	0.9	3.0	0.01	0.001	0.6	0.3	0.002

表2

表3

从表3数据可以看出，按本发明设计的成分和制备方法得到的钢板抗拉强度达到900MPa以上，断后伸长率高，屈强比低，高速吸能效果优于其他同级别钢种，可以较为经济的达到防弹片侵彻和降低冲击波能力的目标。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种900MPa级别的抗冲击波钢板的制备方法，包括如下步骤：

(1)将连铸坯送入加热炉加热；所述连铸坯的加热温度为1200～1250℃；其中，连铸坯按质量百分比计为：C0.06～0.1％，Si0.3～1.0％，Mn2.4～3.0％，Cr0.5～1.0％，Al0.5～1.0％，P≤0.01％，S≤0.004％，B0.001～0.002％，其中，Si+Al 1.12～1.5％，其余为Fe和不可避免的杂质；

(2)热轧；所述热轧的开轧温度为1000～1100℃，终轧温度为860～920℃，轧制变形量大于80％；

(3)层流冷却；所述层流冷却速度为20～30℃/s；

(4)卷取，得到热轧板；所述卷取的温度为600～650℃；

(5)缓慢冷却至室温；所述热轧板的厚度为4.0～7.0mm。