[發明專利]一種非調質鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201711242885.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN109852879B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 崔冕;劉家善;程勇;周志偉;劉棟林;李占陽
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;蘇州蘇信特鋼有限公司;江蘇蘇鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/46;C22C38/60;C21C7/10
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發明提供一種非調質鋼及其制備方法。本發明的非調質鋼，按重量百分比計含有以下成分：碳：0.15?0.22％，硅：0.15?0.80％，錳：1.20?1.60％，鉻：0.05?0.30％，鋁：0.010?0.030％，鎳：0.00?0.10％，銅：0.00?0.20％，磷：0.000?0.025％，硫：0.020?0.060％，釩：0.07?0.20％，氮：0.010?0.020％，鉛≤0.01％，錫≤0.01％，砷≤0.01％，銻≤0.01％，余量為鐵。本發明的非調質鋼的強度高、塑韌性好，完全能夠滿足水套用鋼的設計要求。

技術領域

本發明涉及一種鋼材，具體涉及一種非調質鋼及其制備方法。

背景技術

隨著各國環保要求的不斷提高，汽車已由燃料驅動逐漸向電力驅動發展。然而，電動汽車技術尚不成熟，存在電池續航里程短、壽命短、充電設施不齊全等問題，成為了制約新能源汽車發展的瓶頸。混動技術是目前最行之有效的解決辦法，通過在汽車原有內燃機的基礎上增加一套電機設備，由內燃機向電池供電，從而無需使用充電樁；同時，可以通過優化動力系統，采用低速純電驅動或高速內燃機與電池的混合驅動等模式，能夠大大降低汽車的綜合油耗，并提升汽車的行駛品質。

電機在運行過程中會產生大量的熱，因此需要及時將熱量帶走；同時，為了避免汽車在碰撞中損壞電機，在設計上通常需要將電機置于鋼制外殼(稱為“水套”)中，并用水對外殼進行持續冷卻。此外，由于水套為安全件，因此對材料的塑韌性要求較高。

目前，水套用鋼主要為22CrMo系列調質鋼，其通過加入Cr、Mo等元素(Cr≥1.00％、Mo≥0.15％)使材料經淬火與回火的熱處理后達到優良的力學性能，通常Cr≥1.00％，Mo≥0.15％；由于調質過程中會產生熱應力和組織應力形變，工件毛坯的外壁必須達到一定厚度來抵御熱處理變形，造成了后續機加工時嚴重的材料浪費和刀具損耗，同時降低了生產效率。

此外，現有廣泛應用的非調質鋼主要為中高碳非調質鋼，例如GB/T 15712中的38MnVS系列和49MnVS系列，這些非調質鋼的塑韌性較差，無法滿足水套用鋼的設計要求。

發明內容

本發明提供一種非調質鋼及其制備方法，該非調質鋼的強度高、塑韌性好，完全能夠滿足水套用鋼的設計要求。

本發明提供一種非調質鋼，按重量百分比計含有以下成分：碳：0.15-0.22％，硅：0.15-0.80％，錳：1.20-1.60％，鉻：0.05-0.30％，鋁：0.010-0.030％，鎳：0.00-0.10％，銅：0.00-0.20％，磷：0.000-0.025％，硫：0.020-0.060％，釩：0.07-0.20％，氮：0.010-0.020％，鉛≤0.01％，錫≤0.01％，砷≤0.01％，銻≤0.01％，余量為鐵。

在本發明中，若無特殊說明，含量均為質量含量。

本發明的非調質鋼將碳的含量設置在0.15-0.22％的范圍內；若超出此范圍，材料的塑韌性差；若低于此范圍，材料的強度不足。進一步地，非調質鋼中的碳含量可以為0.19-0.20％。

在本發明中，非調質鋼中的硅含量可以為0.40-0.70％，進一步可以為0.50-0.60％，更進一步可以為0.55-0.57％。

本發明的非調質鋼將錳的含量設置在1.20-1.60％的范圍內；若超出此范圍，材料易產生貝氏體異常組織；若低于此范圍，材料的強度不足。非調質鋼中的錳含量可以為1.20-1.40％，進一步可以為1.20-1.30％，更進一步可以為1.24-1.26％。

本發明的非調質鋼將鉻的含量設置在0.05-0.30％的范圍內；若超出此范圍，材料的硬度偏高，不利于機加工；若低于此范圍，材料的強度不足。非調質鋼中的鉻含量可以為0.05-0.20％，進一步可以為0.05-0.10％，更進一步可以為0.08-0.10％。