[發明專利]一種非調質合金結構用鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 202010590962.2
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN113832390A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 鄭宏光;柳向椿;翟瑞銀;陳志平;黃宗澤;劉俊江;劉耀宗
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/06;C21D8/02;C21D1/18
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種非調質合金結構用鋼，其除了Fe以外還含有質量百分比含量如下的下述化學元素：C：0.05?0.12％、Si：1.0?1.5％、Mn：1.5?2.0％、V：0.01?0.04％、Al：0.018％?0.04％、Y：0.02?0.05％、Mg：0.001?0.004％。此外，本發明還公開了上述的非調質合金結構用鋼的制造方法，其包括步驟：(1)冶煉；(2)大方坯連鑄；(3)熱軋，其包括初軋開坯和二次軋制成材；(4)淬火+回火。本發明所述的非調質合金結構用鋼在設計中，向鋼中添加了Y和Mg元素，從而強化鋼的強度和塑韌性，有效提高鋼的力學性能。該非調質合金結構用鋼具有優異的力學性能，適用性十分廣泛，具有良好的推廣前景和應用價值。

技術領域

本發明涉及一種鋼種及其制造方法，尤其涉及一種合金結構用鋼及其制造方法。

背景技術

近年來，由于冷鐓鋼的冷成型性能良好，在機械加工行業中常常采用冷拔代替熱軋材冷切削機加工，該工藝方法在節約大量工時的同時，可以有效降低10％～30％的金屬消耗，制得的產品尺寸精度高，表面光潔度好，生產率高，是近年來興起的較先進的機加工工藝。

冷鐓工藝是在室溫下采用一次或多次沖擊加載的工藝，其廣泛用于螺釘，銷釘，螺母等標準件的生產過程中。冷鐓工藝可以有效節省原料，降低生產成本，其可以通過冷作硬化提高工件的抗拉強度。冷鐓用鋼必須需要具有良好的冷鍛性能，鋼中S和P等雜質元素含量少，且鋼材的表面質量要求嚴格，經常采用優質碳鋼作為冷鐓用鋼。但需要注意的是，若鋼中含碳量大于0.25％，應進行球化退火熱處理，從而改善鋼的冷鐓性能。

眾所周知，07Mn2SiV屬于冷鐓鋼成型用鋼。該合金鋼具有良好的力學性能，其強度較高、塑性較好，通過加入釩使鋼的晶粒細化，在提高強度的同時，改善塑性和韌性，具有較高的屈強比。該合金鋼主要用于生產螺釘，銷釘，螺母等標準件，并廣泛用于汽車、造船、設備制造、電子、家電、自行車、工具、輕鋼結構、建筑等行業。

該鋼種通過適當提高Si、Mn等元素，實現固溶強化，通過添加少量V，在晶界析出VN(氮化釩)質點，實現強化晶界、細化晶粒等，從而有效改善鋼種的力學性能。但是，需要說明的是，該鋼種需要通過調質處理才能有效應用，成本偏高。

隨著技術的發展，該鋼種的力學性能不能夠完全滿足目前實際應用和制造的要求，需開發一種強度更高、塑韌性更好、成本更合理的非調質合金結構用鋼，以滿足實際應用的需要。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種非調質合金結構用鋼，該非調質合金結構用鋼采用了微合金添加的設計，其在設計中，向鋼中添加了Y和Mg元素，從而強化鋼的強度和塑韌性，有效提高鋼的力學性能。該非調質合金結構用鋼具有優異的力學性能，適用性十分廣泛，具有良好的推廣前景和應用價值。

為了實現上述目的，本發明提出了一種非調質合金結構用鋼，其除了Fe以外還含有質量百分比含量如下的下述化學元素：

C：0.05-0.12％、Si：1.0-1.5％、Mn：1.5-2.0％、V：0.01-0.04％、Al：0.018％-0.04％、Y：0.02-0.05％、Mg：0.001-0.004％。

進一步地，在本發明所述的非調質合金結構用鋼中，其各化學元素質量百分含量為：

C：0.05-0.12％、Si：1.0-1.5％、Mn：1.5-2.0％、V：0.01-0.04％、Al：0.018％-0.04％、Y：0.02-0.05％、Mg：0.001-0.004％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。

在本發明所述的技術方案中，其采用了微合金添加設計，在原來添加V的情況下，通過添加適量Y(釔)和Mg等，提高非調質合金結構用鋼的強度，材料成本相對較低且最終得到非調質合金結構用鋼性能優異。在本發明所述的非調質合金結構用鋼中，各化學元素的設計原理具體如下所述：