[發明專利]一種鑄鋼件的生產方法

有效

• 申請號: 201410135204.6
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103882190A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 馬進;張宏凱;胡進林;唐鐘雪;張俊勇
• 申請（專利權）人: 寧夏共享鑄鋼有限公司;寧夏共享集團有限責任公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及一種金屬構件的生產方法，特別涉及易于淬裂的鑄鋼件的設計及淬火方法。

背景技術

對鑄鋼件，淬火工藝要比正火風冷或爐冷復雜得多，其操作難度大，安全系數差。而且在各種冷卻方式中，淬火冷卻產生的應力相對最大，尤其是水淬發生淬裂和變形的幾率最大。鑄件一旦發生淬裂，往往是貫穿性的，很容易造成鑄件的報廢。經文獻檢索，對于大型鑄鋼件淬裂，尤其是淬裂性評估方面沒有可供工程操作借鑒的資料和明確的判定依據。

鑄鋼件中的C含量和碳當量Ceq對鋼淬裂性會產生影響，并且對于不同的產品來說，還有產品的結構、壁厚、過渡圓角等。目前，熱處理應力模擬及淬裂性模擬技術不成熟，因此在實際生產中，常發生鑄鋼件在水淬火時產生淬裂現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種鑄鋼件的生產方法，使其能分類控制鑄鋼件進行熱處理，避免鑄鋼件淬裂。

本發明的目的是這樣實現的：一種鑄鋼件的生產方法，包括如下步驟：

1）按照碳含量0.1%≤C≤0.31%、碳當量Ceq≤0.72%選擇鑄鋼材料進行熔煉及調碳處理，所述碳當量：

Ceq=[C+Mn/5+Cr/4+Mo?/3+Ni/10+V/5+(Si-0.5)/5+Ti/5+W/10+Al/10]%，

其中，C、Mn、Cr、Mo?、Ni、V、Si、Ti、W、Al分別表示為各元素在100份總質量鑄鋼材料中的所含質量份數，所述鑄鋼材料中至少含有Fe、C、Si、Mn，其余沒有的成分取值為0；

2）按照澆注成型后工件的最大壁厚≤300mm，過渡圓角半徑≥15mm，且相鄰區域的壁厚比≤3設計鑄鋼件的澆注型腔；

3）將鋼液澆注入澆注型腔，冷卻后打箱；

4）?取樣檢測及分類，將檢測后滿足碳含量C≤0.31%、碳當量Ceq≤0.42%的鑄鋼件分入第一類；碳含量C≤0.31%、0.42%＜碳當量Ceq≤0.72%的鑄鋼件分入第二類；其余分入第三類；

5）第一類的鑄鋼件采用水淬火處理，第二類的鑄鋼件中過渡圓角半徑大于≥30mm的采用水淬火處理，剩余的鑄鋼件放棄采用水淬火方式處理，可采用其他常規熱處理方式處理。

本發明在鋼鑄件生產時，充分考慮了碳含量C及碳當量Ceq，以及壁厚與過渡圓角半徑之間的關系對鑄鋼件進行設計，在進行水淬火時，將不同的鑄鋼件進行分類處理，保證了鑄鋼件不會因盲目淬火導致淬裂。該方法提供了為鑄鋼件的生產提供了依據。降低了鑄鋼件淬裂的可能性。

附圖說明

圖1為本發明一種鑄鋼件的結構設計圖。

圖2為本發明第二種鑄鋼件的結構設計圖。

圖3為本發明第三種鑄鋼件的結構設計圖。

圖4為最大壁厚300mm、壁厚比為3的鋼鑄件在不同過渡圓角半徑時的最大應力情況圖。

圖5為實驗數據對照表。

圖中，1.尖角，2.圓角心部，3.圓角表面，a.圓角表面最大應力曲線，b.圓角心部最大應力曲線，C.尖角位置最大應力曲線。

具體實施方式

一種鑄鋼件的生產方法，其包括如下步驟：

1）按照碳含量0.1%≤C≤0.31%、碳當量Ceq≤0.72%選擇鑄鋼材料進行熔煉及調碳處理，所述碳當量：

Ceq=[C+Mn/5+Cr/4+Mo?/3+Ni/10+V/5+(Si-0.5)/5+Ti/5+W/10+Al/10]%，

其中，C、Mn、Cr、Mo?、Ni、V、Si、Ti、W、Al分別表示為各元素在100份總質量鑄鋼材料中的所含質量份數，所述鑄鋼材料中各組分的質量份數為Fe、C、Si、Mn，其余沒有的成分取值為0；

2）按照澆注成型后工件的最大壁厚≤300mm，過渡圓角半徑≥15mm，且相鄰區域的壁厚比≤3設計鑄鋼件的澆注型腔，圖1中為一種鑄鋼件，其；相鄰區域壁厚比為h1/h2，最大壁厚為h1≤300mm；原則上講壁厚比越小越好，如果兩區域的壁厚比較大，例如壁厚比在2.5以上，則可采用如圖2所述的兩級臺階進行過渡連接，可使相鄰的兩段之間壁厚比小于2.5；或者如圖3所示，將過渡圓角的半徑盡量做大；

3）將鋼液澆注入澆注型腔，冷卻后打箱；

4）?取樣檢測及分類，將檢測后滿足碳含量C≤0.31%、碳當量Ceq≤0.42%的鑄鋼件分入第一類；碳含量C≤0.31%、0.42%＜碳當量Ceq≤0.72%的鑄鋼件分入第二類；其余分入第三類；