專利名稱：：一種高強度熱軋防彈鋼板及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于鋼材制造
技術領域：
，具體涉及一種不用熱處理的抗拉強度達到900MPa以上的高強度熱軋防彈鋼板及其制造方法。
背景技術：
：防彈運鈔車和其它防彈車，如流動銀行車、私人防彈轎車、警用防彈巡邏車、防暴車、排暴車等、防彈是它們最基本的要求。為達到防彈的目的一般采用防彈鋼板作為防護關鍵材料。防彈鋼板最主要的功能是阻止子彈對鋼板的侵徹，增加鋼板的厚度使彈丸侵徹鋼板所需能量增加，是提高鋼板抗彈性能的一種有效方法，但這將增加車輛自重減少車輛有效載重量。因此防彈鋼板的厚度有減薄的趨勢，防彈運鈔車所用的防彈鋼板厚度一般為3.0mra。目前我國運鈔車防彈鋼板必須滿足GA164-1997《專用運鈔車防護技術條件》中相應防護條件。提高鋼板強度和硬度，將使彈丸侵徹鋼板所消耗的能量增加，從而有利于抗彈性能的提高。市場上的防彈鋼板多采用淬火熱處理有效提高鋼板的強度和硬度，抗拉強度在1500Mpa以上。熱處理防彈鋼的組織為回火馬氏體，合金化方面采用Cr-Mo系保證鋼板的淬透性，加入Ni以提高鋼板的韌性。蘇聯(lián)專利RU2015491Cl的防彈鋼板須經過淬火和140170。C的低溫回火。日本專利JP11264050防彈鋼板是淬火和低溫回火的中碳鎳鉬鋼。日本專利JP2004137579防彈鋼板是須經熱處理的高碳(0.71.8%)高錳(816%)鋼。歐洲專利EP1152207A2熱軋防彈鋼板是一種經過熱處理的耐磨奧氏體高錳鋼，碳含量1.11.3%、錳含量ll.513.5%。《中國利技成果數(shù)據庫》中的《高性能裝甲鋼板的研制》(成果編號0100390052)裝甲鋼板是中碳Mn-Cr-Ni-Mo低合金鋼，熱軋后的鋼板須經熱處理，鋼板強度達到1600MPa?！斗缽椷\鈔車保險杠的設計與制造》(南方金屬Sum.135December2003p12-13)中的超高強度防彈鋼GK901為中碳低合金鋼，也要經熱處理。運鈔車防彈鋼一般不大于3ram，經淬火加低溫回火的鋼板強度高塑性低，板形和冷加工性能差，焊接后熱影響區(qū)纟驢降低防彈性能也將隨之降低；鋼中所含較多的Cr、Mo、Ni等合金元素，又經熱處理生產成本高。國內新公開的一種熱軋防彈鋼板專利申請(CN200510023888)是含硅量比較高(1.52.2%)熱軋后需要分段冷卻的熱軋鋼板，生產時需要較強的冷卻能力和劍氐的終冷溫度(35045(TC)。該防彈鋼板是熱軋產品，雖不需經熱處理，但熱軋后鋼板須經嚴格的分段控制冷卻，對層流冷卻設備要求較為苛刻，不僅溫度和時間要控制準確，并且需要較強的冷卻能力和較低的終冷溫度，在一般的熱軋線的層流冷卻設備難以達到。
發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種不用熱處理，熱軋后可直接冷卻，用一般熱軋生產線能直接生產的高強度熱軋防彈鋼fe^其制造方法。本發(fā)明的技術方案是.-一種高強度熱軋防彈鋼板，其設計成分是(重*%):0.150.22%C、0.20.6%Si、1.62.2%Mn、《0.035%P、《0.0畫、0.0200.060%A1、《0.0060%N、0.0250.15%Ti、<0.3%Cu，加入《0.055%Nb或《0.15%V或Nb和V同時加入；還可加入下列元素中的一種或幾種〈0.3%Cr、<0.3%Mo、<0.2%Ni、<0.0050%Ca、<0.0025%B，其余是Fe和不可避免的雜質。以上各合金元素的作用是C:用于保證鋼的強度級別、也是提高鋼板強度的主要元素，C太低強度達不到要求，C太高對焊接性能不利。Si:在鋼中起固溶強化作用，太高容易使鋼板表面產生紅鐵皮等表面缺陷。Mm是固溶強化元素，低于1.6%鋼的強度不足，太高會使鋼的塑性下降。P、S:是鋼中的雜質元素，含量應越低越好。Al:是鋼中的脫氧元素，減少鋼中的氧化物夾雜、純凈鋼質，有利于提高鋼板的成形性能。Nb、Ti、V:是有效細化晶粒、提高強度和韌性的元素，以碳化物和碳氮化物的形式存在于鋼中，加入量低于0.01%強化效果小。Cr、Ni、Cu:除提高鋼板強度外可提高鋼板的耐腐蝕性能，Ni還可以消除Cu引起的高溫脆性。Mo、B:有利于貝氏體的轉變，提高鋼板的強度。Ca:可改變鋼中硫化物的形態(tài)，提高鋼板的塑性和韌性。防彈鋼必須有足夠的強度抵御子彈的侵徹，淬火加低溫回火的鋼板強度雖高但塑性低，冷加工性能差，焊接后強度降低。如果鋼板在具有一定強度的同時具有一定的塑性和韌性，利用這些性能在子彈侵徹鋼板時產生塑性變形消耗子彈的動能將可提高鋼板的抗彈性能。本發(fā)明采用低碳鋼添加錳、鈮、釩、鈦等合金元素，用固溶強化、析出強化和細晶強化等方法提高鋼板的強度和韌性，使鋼板具有較好的成形性能和抗彈性能。本發(fā)明的熱軋防彈鋼板的制造方法是鋼坯經11501250'C加熱后，在奧氏體區(qū)進行軋制，軋制變形量大于80%，終軋溫度830900"C，終軋后的鋼板以20°C/s以上的冷卻速度冷到46056(TC巻取，然后空冷至室溫。以上制造方法中工藝條件的說明如下加熱溫度低于U5(TC，微合金元素溶解不充分，未能充分利用微合金元素的作用，強度降低。高于125(TC晶粒容易粗化，對提高鋼板韌性不利。板坯在奧氏體再晶界區(qū)進行粗軋，通過軋制變形后的再結晶細化奧氏體晶粒，鋼板的變形量在80%以上，終軋溫度控制在奧氏體未再結晶區(qū)S3090(TC，通過奧氏體低溫區(qū)的軋制變形，使奧氏體晶粒內形成變形帶并因應變誘發(fā)微合金元素的碳氮化物沉淀，細化奧氏體的相變產物，提高鋼板的韌性。終軋后鋼板以2(TC/s以上冷卻速度冷卻到46056(TC巻取，巻取溫度高于560。C鋼板存在珠光體組織鋼板強度低，不利于提高抗彈性。巻取后空冷至室溫。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明是一種無需經調質熱處理、熱軋后無須復雜的冷卻工藝可使鋼板的抗拉強度達到900MPa以上的熱軋防彈鋼板及其制造方法，該鋼板具有良好的抗彈性能、成型性會g，主要用于運鈔車防彈鋼板。本發(fā)明的熱軋高強度防彈鋼板，合金含量比熱處理防彈鋼板少，又不經熱處理，因此制造成本低；熱軋后無需復雜控制冷卻技術，用一般層流冷卻工藝就可實現(xiàn)，易于生產。本發(fā)明的防彈鋼板熱軋后冷卻工藝較簡單、性能均勻、板形好，具有良好的冷加工性能和焊接性能，生產成本低，其防彈性能滿足GA164-1997《專用運鈔車防護技術條件》A級防彈標準，可用于運鈔車防彈。本發(fā)明的鋼板具有較好的強度和韌性的匹配，冷加工性能比熱處理鋼板好，鋼板焊接后強度不降低，因此抗彈性能不下降。圖1是本發(fā)明鋼板的原板槍擊照片；圖2是本發(fā)明鋼板的焊縫和熱影響區(qū)的槍擊照片。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。實施例本發(fā)明分別選用具有表1中AG所列化學成分的鋼坯，經冶煉、鍛造、車L制，即采用經1150125(TC加熱后，在奧氏體區(qū)進行軋制，軋制變形量大于80%，終軋83090(TC，終軋后的鋼板以20°C/s以上的冷卻速度冷到46056(TC巻取，然后空冷至室溫的制造方法，車L制時分別按表3中AG所列終軋溫度和巻取溫度控制工藝條件，由此制造得到AG號熱軋高強度防彈鋼板。表1是不用熱處理的試驗鋼的化學成分，其中AG鋼是本發(fā)明鋼的實施例，H鋼是CN200510023888的比較鋼。從表1可看出，本發(fā)明鋼的化學成分與CN200510023888的比較鋼有一些區(qū)別，含Si量比CN200510023888低，本發(fā)明鋼中增加了V、Ni、Cr、Mo、Cu、B等合金成分以提高鋼板的強度和韌性。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2是采用熱處理工藝的其它專利鋼板的化學成分。從表2可看出，采用熱處理工藝的高碳高錳鋼和中碳鎳鉬鋼均與本發(fā)明鋼的低碳低錳含量有明顯的差別；本發(fā)明鋼的碳錳含量比熱處理防彈鋼板少，又不經熱處理，因此制造成本低。表2采用熱處理鋼板的化學成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3是試驗鋼車L帝附控制的工藝條件和所得厚度為3咖的鋼板的力學性能，其中，力學性能的測試按GB6397—86標準進行，比較例是CN200510023888專利申請的防彈鋼板。表3試驗鋼的工藝及力學性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>*實施例拉伸試樣標距為5.65，SO為試樣截面積，比較例拉伸試樣平行部寬為20咖，標距長度80ram。從表3可看出，采用本發(fā)明的不需熱處理、熱軋后不用分段冷卻而是直接冷卻的制造方法，可生產出抗拉強度達900MPa以上的高強度熱軋防彈鋼板，所得鋼板的延展性和同樣不需熱處理、但需分段冷卻的CN200510023888鋼板相當，具有更好的強度和韌性的匹配，且易于生產。圖1是本發(fā)明鋼板的原板槍擊照片，圖2是本發(fā)明鋼板的焊縫和熱影響區(qū)的槍擊照片，槍擊按GA164-1997《專用運鈔車防護技術條件》進行。從圖1、圖2可看出，本發(fā)明的鋼板具有良好的抗彈性能、成型性能，可以用于運鈔車防彈鋼板；具有較好的強度和韌性的匹配，鋼板焊接后強度不降低，抗彈性能不下降。權利要求1.一種高強度熱軋防彈鋼板，其特征在于，其化學成分包括(重量％)0.15～0.22％C、0.2～0.6％Si、1.6～2.2％Mn、≤0.035％P、≤0.010％S、0.025～0.060％Al、≤0.0060％N、0.025～0.15％Ti、＜0.3％Cu，加入≤0.055％Nb或≤0.15％V，或Nb和V同時加入，其余為Fe和不可避免的雜質。2、根據權利要求1所述的高強度熱軋防彈鋼板，其特征還在于，加入下列元素中的一種或幾種〈0.3%Cr、<0.3%Mo、<0.2%Ni、<0.0050%Ca、<0.0025%B。3、一種如權禾腰求l-2所述的高強度熱軋防彈鋼板的制造方法，其特征在于，鋼坯經1150125(TC加熱后，在奧氏體區(qū)進行軋制，軋制變形量大于80%，終軋、皿83090(TC，終軋后的鋼板以20°C/s以上的冷卻速度冷到46056(TC巻取，然后空冷至室溫。全文摘要本發(fā)明公開了一種高強度熱軋防彈鋼板及制造方法。該鋼板成分(wt％)0.15-0.22％C，0.2-0.6％Si，1.6-2.2％Mn，≤0.035％P，≤0.01％S，0.020-0.06％Al，≤0.006％N，0.025-0.15％Ti，＜0.3％Cu，加入≤0.055％Nb和/或≤0.15％V，或＜0.3％Cr、＜0.3％Mo、＜0.2％Ni、＜0.0050％Ca、＜0.0025％B中一種或幾種，其余為Fe和不可避免雜質。制造方法鋼坯經1150-1250℃加熱后軋制，軋制變形量大于80％，終軋溫度830-900℃，終軋后鋼板以20℃/s以上冷卻速度冷到460-560℃卷取，再空冷至室溫。文檔編號C21D11/00GK101270439SQ20071003838公開日2008年9月24日申請日期2007年3月23日優(yōu)先權日2007年3月23日發(fā)明者徐嘉春,徐國棟,鵬歐,黃鎮(zhèn)如申請人:寶山鋼鐵股份有限公司