[發(fā)明專利]一種非調(diào)質(zhì)鋼及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911121505.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN110894584B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;劉棟林;江宏亮;周湛;劉紹康;李剛;張旭輝;單文瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇永鋼集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C21C5/52;C21C7/06;C21C7/10;C22C33/04
• 代理公司: 北京聲華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11661
• 代理人: 張軍;趙振紅

本發(fā)明公開了一種非調(diào)質(zhì)鋼及其制造方法,包括以下生產(chǎn)步驟：電爐冶煉,LF精煉,VD真空處理,連鑄以及軋制；所述非調(diào)質(zhì)鋼的化學(xué)成分以重量百分比計(jì)為C：0.37～0.39％；Si：0.56～0.62％；Mn：1.45～1.50％；P≤0.020％；S：0.030～0.045％；Cr：0.15～0.20％；Ni≤0.15％；Cu≤0.20％；Al≤0.010％；Mo≤0.05％；N：0.013～0.017％；V：0.010～0.020％；Ti：0.010～0.020％；Nb：0.010～0.020％；余量為Fe及不可避免雜質(zhì)；碳當(dāng)量Ceq＝C+1/6Mn+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，Ceq＝0.65～0.69。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料及其制造領(lǐng)域，尤其涉及一種非調(diào)質(zhì)鋼以及非調(diào)質(zhì)鋼的制造方法。

背景技術(shù)

非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用可以減少汽車行業(yè)在零件生產(chǎn)和熱處理過程的能耗。應(yīng)用非調(diào)質(zhì)鋼可以減輕汽車車身重量，幫助實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。使用非調(diào)質(zhì)鋼的前懸臂可使重量減少14％，采用非調(diào)質(zhì)鋼的漲斷連桿可減重10％。研究表明，車身質(zhì)量的降低可以減少車輛在行駛過程中所消耗的能量，可節(jié)約燃油的消耗量。同時(shí)汽車運(yùn)行阻力和車身的質(zhì)量呈線性關(guān)系，乘用車質(zhì)量減少100kg，則每升油多行駛1km。所以對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼的研究與開發(fā)，可以加快汽車行業(yè)在節(jié)能減排方面的進(jìn)步，符合目前社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。

當(dāng)今社會(huì)對(duì)汽車產(chǎn)品要求越來越高，不但對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)要求環(huán)保安全，還要高效節(jié)能。因此對(duì)汽車曲軸用材也提出了更高的要求，既要求曲軸用鋼本身能節(jié)能降耗、降低制造成本，還要求有更好的綜合機(jī)械性能來滿足高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸用材的要求。非調(diào)質(zhì)鋼特點(diǎn)是晶粒細(xì)化,改善了組織狀態(tài),并在一定的范圍內(nèi)提高了其強(qiáng)度和塑性的作用，廣泛應(yīng)用于汽車曲軸材料的加工。

非調(diào)質(zhì)鋼中硫化物的存在使鋼材在切削過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中，改善切削的處理性即自動(dòng)斷屑與排屑性能。非調(diào)質(zhì)鋼中的高硫存在雖然能夠改善鋼材的切屑加工性能，但鋼中單純的硫化物在軋制過程中易生成沿軋制方向延伸的細(xì)長條狀的硫化物，引起鋼材力學(xué)性能的各向異性，產(chǎn)生機(jī)械性能的不同。研究表明，球形、紡錘形的復(fù)合硫化物比長條形單純硫化物更能改善鋼材的橫向性能的各向異性。目前，國內(nèi)非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于鋼中硫化物的控制水平不高，鋼中硫化物的數(shù)量、形態(tài)、尺寸及分布不理想，制約了非調(diào)質(zhì)鋼的切削加工性能。目前，普通碳鋼冶煉當(dāng)中爐渣堿度控制范圍3.0～4.0；普通碳鋼軋制開軋溫度控制范圍960～1000℃，終軋溫度控制范圍920～960℃；為了獲得更好的硫化物控制形態(tài)及力學(xué)性能，對(duì)含硫非調(diào)質(zhì)鋼冶煉及軋制參數(shù)需進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化以滿足生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決非調(diào)質(zhì)鋼中存在的高硫含量問題，以及解決非調(diào)質(zhì)鋼在生產(chǎn)過程中的硫化物控制問題，提供了一種非調(diào)質(zhì)鋼及其非調(diào)質(zhì)鋼的制造方法。本發(fā)明采用精煉低堿度渣增加對(duì)鋼中細(xì)小氧化物吸附，使得硫化物夾雜在凝固過程中形成以氧化物為核心外包裹硫化物的球狀復(fù)合硫化物夾雜物形態(tài)；通過增加連鑄冷卻水量，控制連鑄坯的溫度回升，降低連鑄坯內(nèi)部硫化物生長速率，減小硫化物尺寸；通過連鑄結(jié)晶器的三級(jí)電磁攪拌，改善硫化物的聚集現(xiàn)象，破碎硫化物，減小硫化物尺寸；通過設(shè)定連鑄坯適當(dāng)?shù)募訜釡囟燃氨貢r(shí)間，使得連鑄坯內(nèi)不同部位硫化物由于直徑不同引起原子擴(kuò)散導(dǎo)致硫化物碎化，減小平均尺寸；通過降低軋制開軋溫度，降低硫化物塑性變形，產(chǎn)生更多符合球狀或紡錘狀的硫化物。根據(jù)本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的非調(diào)質(zhì)鋼中的硫化物以球狀或紡錘狀的復(fù)合硫化物形式出現(xiàn)，硫化物夾雜物等級(jí)小于1.5級(jí)，完全符合非調(diào)質(zhì)鋼的硫化物控制質(zhì)量要求，并且更有利于非調(diào)質(zhì)鋼的切削加工要求。