一种稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb化纤纤维喷丝板模具钢的制备工艺

摘要

本发明公开了一种稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb特种钢材，它的化学成份重量百分含量（wt%）为：C≤0.07，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.035，S≤0.03，Ni 3.00‑5.00，Cr 15.5‑17.5，Cu 3.00‑5.00，Nb 0.15‑0.45，Re 0.05~0.25%，余量为Fe。本发明还公开了一种制备前述特种钢材的方法，包括如下工艺步骤：冶炼、铸造、电渣重熔、铸造、锻造或热轧、固溶处理和时效处理；其特征在于，精炼炉精炼末期加入稀土元素，控制钢液加入稀土前的过热度在80℃以内。本发明通过优化锻造、热处理工艺制度，依靠热变形后的形变再结晶、时效析出机理，改善钢材内部金相组织结构、细化组织晶粒、减少形变内应力，提高材料硬度、塑形，降低材料裂纹敏感性，能够满足化纤纤维喷丝板模具钢使用要求。

主权项

一种稀土型0Cr17Ni4Cu4Nb特种钢材，它的化学成份重量百分含量（wt%）为：C≤0.07，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.035，S≤0.03，Ni 4.5‑5.00，Cr 15.5‑17.5，Cu 3.00‑5.00， Nb 0.15‑0.45，RE 0.05~0.25，余量为Fe；所述特种钢材采用如下工艺步骤制备得到：（1）冶炼，在真空感应炉、非真空感应炉、电弧炉+炉外精炼、转炉+炉外精炼中的任何一种冶炼工艺进行冶炼；在炉外精炼末期加入稀土元素，精炼冶炼过程中，控制钢液加入稀土前的过热度在80℃以内，钢液熔点按下列公式进行计算：LIQ=1536‑(0.1+83.9*C%+10*C%+12.6*Si%+5.4*Mn%+4.6*Cu%+5.1*Ni%+1.5*Cr%+3.3*Mo%+30*P%+37*S%+9.5*Nb%)稀土加入后冶炼时间≤10min；（2）铸造，将步骤（1）得到的钢液进行浇铸，浇铸过热度控制在50℃以内；（3）电渣重熔，步骤（2）浇铸的铸锭作为电极棒，渣系采用基本组成配比为SeO₂‑CaF₂‑Al₂O₃=15:60:25的三元稀土渣系进行重熔，重熔过程中向渣池均匀加入适量Ca‑Si还原剂及镁砂；（4）铸造，将步骤（3）得到的钢液镇静处理后进行铸造，浇铸过热度控制在50℃以内；（5）锻造或轧制，将步骤（4）得到的铸锭或铸坯进行锻造或轧制，铸锭或铸坯加热温度为1150℃‑1180℃，锻造温度或轧制温度控制在1100~1150℃，终锻温度或终轧温度控制在950℃以上；（6）固溶处理，步骤（5）铸造或轧制得到的材料，进行回复和再结晶，消除成份偏析、消除锻造应力、细化组织；退火加热温度范围为1020℃‑1050℃，保温时间大于等于30min，炉外空冷至马氏体转变温度以下，马氏体转变温度进行计算：M_f(℃)=1303.2‑41.67(%Cr)‑61.11(%Ni)‑33.33(%Mn)‑27.78(%Si)‑1666.67(%C+%N)（7）时效处理，固溶处理后，进行时效处理，温度为580±10℃，时效时间大于等于4h，然后空气自然冷却。