[發(fā)明專利]一種合金結(jié)構(gòu)用鋼及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910920640.7
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN112575242B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭宏光;柳向椿;劉俊江;翟瑞銀;萬(wàn)根節(jié);夏楊青;孟慶玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C21D8/00
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明公開了一種合金結(jié)構(gòu)用鋼，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比為：C：0.35?0.45％、Si：0.27?0.35％、Mn：0.6?0.8％、Al：0.015?0.05％、V：0.06?0.1％、Zr：0.2?1.0％、Mg：0.001?0.005％、P≤0.025％、S≤0.015％、N≤0.005％、O≤0.001％，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。此外，本發(fā)明還公開了上述的合金結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法，其包括步驟：(1)冶煉、精煉和澆鑄；(2)初軋開坯；(3)二次熱軋成材；(4)熱處理：淬火+回火。該合金結(jié)構(gòu)用鋼采用微量合金元素添加設(shè)計(jì)，進(jìn)一步強(qiáng)化、韌化該合金結(jié)構(gòu)用鋼且制造成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼種及其制造方法，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)用鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

40CrV可以用于制造變載、高負(fù)荷的各種重要零件，如機(jī)車連桿、曲軸、推桿、螺旋槳、橫梁、軸套支架、雙頭螺柱、螺釘、不滲碳齒輪、經(jīng)滲氮處理的各種齒輪和銷子、高壓鍋爐水泵軸(直徑小于30mm)、高壓氣缸、鋼管以及螺栓(其工作溫度小于420℃，強(qiáng)度為30MPa)等。

按照合金結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3077-2015)，現(xiàn)有的40CrV成份范圍如下：C 0.37-0.44wt％；Si 0.17-0.37wt％；Mn 0.5-0.8wt％；S≤0.015wt％；P≤0.025wt％；Cr 0.8-1.1wt％；V 0.1-0.2wt％；Al≥0.015wl。該鋼種力學(xué)性能如下：屈服強(qiáng)度(Rel)≥735MPa；抗拉強(qiáng)度(Rm)≥885MPa；延伸率≥10％；硬度≥241HB；沖擊韌性≥71J。

隨著技術(shù)的發(fā)展，該鋼種的力學(xué)性能不能夠完全滿足目前實(shí)際應(yīng)用和制造的要求，基于此，期望獲得一種力學(xué)性能更高、沖擊韌性更好、成本更合理的合金結(jié)構(gòu)用鋼，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種合金結(jié)構(gòu)用鋼，該合金結(jié)構(gòu)用鋼采用微量合金元素添加設(shè)計(jì)，通過添加適量的Zr、Mg，控制較低含量的總氧，利用所添加微量合金元素的特點(diǎn)，進(jìn)一步強(qiáng)化、韌化該合金結(jié)構(gòu)用鋼，使得該合金結(jié)構(gòu)用鋼具有較高的強(qiáng)度，且材料成本較低。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種合金結(jié)構(gòu)用鋼，其化學(xué)元素質(zhì)量百分比為：

C：0.35-0.45％、Si：0.27-0.35％、Mn：0.6-0.8％、Al：0.015-0.05％、V：0.06-0.1％、Zr：0.2-1.0％、Mg：0.001-0.005％、P≤0.025％、S≤0.015％、N≤0.005％、O≤0.001％，余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)。

在本發(fā)明所述的合金結(jié)構(gòu)用鋼中，各化學(xué)元素的設(shè)計(jì)原理如下所述：

C：在本發(fā)明所述的合金結(jié)構(gòu)用鋼中，C主要影響碳化物的析出量和析出溫度范圍。控制較低的C的質(zhì)量百分比有利于改善本發(fā)明所述的合金結(jié)構(gòu)用鋼的力學(xué)性能。此外，C具有一定的強(qiáng)化作用，但是，過高的C的質(zhì)量百分比會(huì)降低材料的耐蝕性能。考慮到冶煉設(shè)備的生產(chǎn)能力以及兼顧材料的力學(xué)性能和沖擊韌性，在本發(fā)明所述的合金結(jié)構(gòu)用鋼中控制C的質(zhì)量百分比為0.35-0.45％。

Si：Si在鋼中可以提高的強(qiáng)度，但是，對(duì)鋼的成型性和韌性不利。此外，Si在冶煉過程中常有殘留，因此，適當(dāng)選擇Si的含量很重要。基于此，在本發(fā)明所述的合金結(jié)構(gòu)用鋼中控制Si的質(zhì)量百分比為0.27-0.35％。

Mn：Mn是較弱的奧氏體元素，可抑制合金結(jié)構(gòu)用鋼中硫的有害作用，改善熱塑性。但是，Mn的質(zhì)量百分比過高不利于保證其耐腐蝕性。考慮到Mn冶煉過程中常有殘留，因此，在本發(fā)明所述的技術(shù)方案中控制Mn的質(zhì)量百分比為0.6-0.8％。