[發明專利]一種低合金超高強度鋼及其鑄件的生產方法

有效

• 申請號: 201610679441.8
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107760983B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 陳贊
• 申請（專利權）人: 江蘇鼎泰工程材料有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/16;C22C33/06;C21D1/25
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本發明涉及一種低合金超高強度鋼及其鑄件的生產方法，該低合金鑄鋼采用低碳與各種合金元素配比，并且加入較高的微量鈮元素，細化晶粒，均勻化組織；經熱處理后，大大提高其硬度和耐磨性，同時合理地綜合了其強度與韌性，使其具有良好的綜合力學性能和工藝性能；本發明所述的低碳合金鑄鋼的力學性能如下：抗拉強度1300至1500Mpa、屈服強度900MPa至1200MPa、伸長率≥10%、室溫V型缺口夏比擺錘沖擊實驗的沖擊功Ak≥40J、布氏硬度390?460HBW。

技術領域

本發明涉及金屬冶煉技術領域，具體的是一種低合金超高強度鋼及其鑄件的生產方法。

背景技術

隨著工業的快速發展，工程機械正向著高端前沿的方向發展，這就對材料的性能提出更高的要求。低合金鑄鋼具有合金含量低(合金元素總量≤5％)、來源廣泛，綜合力學性能好、制造工序簡單，成本低等特點，是一種應用前景很好的工程材料。超高強度低合金鑄鋼不僅具有高強度和高硬度，而且具有很好的韌性與耐沖擊性能。專利CN20141024122.4公開了一種利用電弧爐制備低合金高強鑄鋼，電弧爐具有很強的熔化、氧化和還原能力，冶金能力很強，成分調整方便，但是電弧爐熔煉對元素的燒損嚴重，能耗大，工作環境相對較差；且無法滿足航空航天、軌道交通、國防等重要工業領域的使用要求。

中頻感應爐加熱速度快、生產效率高、氧化脫炭少、節省材料與成本、延長模具壽命，而且中頻感應爐加熱均勻，芯表溫差極小，溫控精度高，工作環境優越，實現低污染、低耗能，從而提高工人勞動環境和公司形象，符合國家提出的綠色生產，是企業目前發展的趨勢。具體制備過程包括：中頻感應爐熔煉+高溫靜置精煉，然后通過調質熱處理，獲得高溫回火索氏體，最終制備出低合金超高強度鑄鋼，可以廣泛地應用在航空航天、軌道交通、國防等重要工業領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種綜合力學性能優越、鑄造成型容易、生產工序少的低合金超高強度鋼及其鑄件的生產方法，該低合金超高強度鋼的抗拉強度不低于1300MPa。

本發明的技術方案是，一種低合金超高強度鋼，其成分重量百分比包括：

C：0.20%~0.30%；

Si：0.50%~0.70%；

Mn：0.60%~0.80%；

Cr：0.60%~1.10%；

Ni：0.40%~0.65%；

Mo：0.50%~0.75%；

Nb：0.05%~0.15%；

V：0.03%~0.05%；

Ti：0.001%~0.003%；

Al：0.01%~0.03%；

Cu：0.02%~0.05%；

P≤0.010%；

S≤0.010%；

余量為鐵和不可避免的雜質。

確定上述主要化學成分的理由如下：

碳：C含量太高，則會形成較脆的組織，降低鋼的低溫沖擊韌性，在回火過程中，C含量較高的鋼會形成較粗大的碳化物，從而惡化其沖擊性能；另一方面，C含量太低，容易形成鐵素體等強度較低的組織；因此為保證鋼材的低溫沖擊韌性和焊接性，碳含量的優選為0.20%～0.30%。

硅：硅可以顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，作為鉻當量的形成元素，和鉬、鉻等結合，可以提高鋼的抗腐蝕性和抗氧化性，因此將硅含量控制在0.50%~0.70%。