超高强钢通常指强度大于1500MPa的结构钢,主要应用于航空、航天、兵器等军工领域,以及核电、石油、化工等民用领域,是国家特殊用途结构材料领域不可或缺的一个重要部分。在高强钢领域,通常对材料的气体含量要求很高,高的气体含量不仅有害于材料的焊接性能和寿命等指标,而且对超高强度钢的冲击和断裂韧性等性能的影响十分显著,如O、N等有害元素易与Ti等合金元素反应形成Ti(C,N)、TiO2等夹杂物,这些夹杂物易在材料内部形成微孔及裂纹源而严重危害钢的韧性,特别是影响材料的动态性能。
32CrMnSi2Ni6MoV作为可以应用于侵彻弹头等特殊领域新的超高强度钢,特别要具备超高的强度与优良的韧性匹配,对材料的冶炼及加工等工艺要求很高。在真空感应熔炼该钢时,通过对原材料的选择、熔化速率的控制、精炼温度、时间等方面的工艺研究,获得了理想的化学成分,特别是低的气体含量(N、H、O),保证了材料的综合性能。
试验在英制FV132型1t真空感应炉进行,炉子体积为36m3,熔池表面积为2760cm2,坩埚材料为镁砂(加1.0%H3BO3),真空度测量:热偶真空计测量,不大于13Pa,薄膜真空计测量,不小于13Pa。
采用该合金的专用纯铁,可以有效保证材料的硫磷等杂质元素控制在较低水平,是保证获得大批量生产高纯净钢的有效途径。保证前期钢水中碳元素的含量,是脱除气体和夹杂的重要环节,同时在熔炼后期充氩6666Pa,可以获得理想的锰含量。熔化期,保证良好的真空度,采用适当的熔化功率,控制合理的熔化速度,可以最大程度上脱除钢中气体和夹杂,另外选用旧炉衬冶炼和正确加料顺序等因素也是最大程度上脱除钢中气体和夹杂的重要措施。精炼期,将精炼温度控制在熔点以上60~80℃,并保持适当时间,充分发挥精炼的作用,获得低气体低杂质含量的钢液。