[發明專利]一種超高強度鑄鋼及其制備方法和焊接工藝

有效

• 申請號: 201110221433.6
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102296246A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 郭海周;賈祥才;盧云杰;孫玉福;張俊峰;趙靖宇
• 申請（專利權）人: 鄭州四維機電設備制造有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;B23K31/02
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

1.一種超高強度鑄鋼，其特征在于，其化學成分重量百分比為：C?0.15%～0.21%，Si?0.17%～0.37%，Mn?0.7%～0.9%，Cr?0.6%～0.8%，Mo?0.25%～0.35%，Ni?1.2%～1.5%，Ti?0.02%～0.04%，稀土元素Re_殘留?0.01%～0.02%，Al_殘留0.03～0.05%，S≤0.03%，P≤0.03%，余量為Fe。

2.根據權利要求1所述的超高強度鑄鋼，其特征在于，所述稀土元素Re是以稀土硅鐵合金的形式加入的,其中,Re為包含鈰、鑭和釔的混合物。

3.一種超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

步驟10：按權利要求1或2所述的超高強度鑄鋼的化學成分中除稀土元素和鋁元素外的各化學成分配比投料，進行熔煉和除渣處理；

步驟20：鋼水出爐前在澆包底部加入終脫氧劑Al和混合稀土元素，攪拌均勻，然后鋼水出爐，在澆包內再次靜置撈渣，最后澆注形成工件；

步驟30：采用依次退火、正火和調質的工藝過程對工件進行熱處理。

4.根據權利要求3所述的超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟10包括：首先，用廢鋼和廢鐵進行配料后并進行熔煉，熔煉溫度為1550℃～1580℃；接著，待廢鋼和廢鐵完全熔化后，再加入鉻鐵合金、鉬鐵合金和電解鎳板，并在出爐前7min～10min，進行排渣處理；接著，再加入硅鐵合金和錳鐵合金，并在出爐前2min～3min，加入鈦鐵合金，而后出爐。

5.根據權利要求3所述的超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟10中混合稀土元素為稀土硅鐵合金，其中,Re為包含鈰、鑭和釔的混合物。

6.根據權利要求3所述的超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟20中出爐后的鋼水的溫度為1630℃～1660℃。

7.根據權利要求3所述的超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟20中終脫氧劑Al的加入量占鋼水重量的0.08～0.12%，所述混合稀土元素的加入量占鋼水重量的0.15%～0.2%。

8.根據權利要求3所述的超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟20包括：首先，在澆包底部放入終脫氧劑Al和稀土硅鐵合金，攪拌均勻，然后鋼水出爐，所述稀土硅鐵合金塊狀尺寸要小于5mm，所述稀土硅鐵合金在加入前進行1h～2h的烘烤；接著，將出爐后的鋼水轉移至澆包內，待鋼水在澆包中靜置1分鐘～3分鐘后撈渣，再在1570℃～1600℃進行澆注形成工件。

9.根據權利要求3所述的超高強度鑄鋼的制備方法，其特征在于，所述步驟30包括：

退火處理的過程是在890℃～910℃下保溫200min，當爐內溫度降到500℃時拉出自然冷卻；

正火處理的過程是在890℃～910℃下保溫一段時間t1后在空氣中冷卻；

調質處理過程是在870℃～890℃下保溫一段時間t1后水淬；

所述保溫的時間t1=αkD，其中，α為保溫時間系數，在箱式爐或井式爐中加熱時取1.2min/mm～1.5min/mm；k為工件裝爐系數，取1.8～2.0，D為工件的有效厚度；

然后再在530℃～550℃下保溫一段時間t2后水淬，所述保溫時間t2=?Bn+AnKnD，其中，Bn為附加時間，取10min～20min；An為加熱系數，在井式爐中加熱時取1.0?min/mm～1.5?min/mm，在箱式爐中加熱時取2.0min/mm～2.5min/mm；Kn裝爐修正系數，取1.0～1.5。

10.一種如權利要求1或2所述的超高強度鑄鋼的焊接工藝，其特征在于，所述焊接工藝包含在熱處理爐中進行焊前預熱以及采用氣體保護焊和高強低氫焊絲進行焊接焊縫，其中，焊接時層間溫度控制在150℃～200℃，焊接電流230A～260A，焊接電壓26V～28V，焊接速度350?mm/min～450mm/min，手工線能量15?KJ/cm～18KJ/cm。

11.根據權利要求10所述的超高強度鑄鋼的焊接工藝，其特征在于，所述焊接焊縫的步驟后面還包括在熱處理爐中進行焊后處理的步驟。