[發明專利]齒輪鋼及其奧氏體晶粒度的細化方法

有效

• 申請號: 202011200022.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112301284B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 劉年富;趙賀楠;黃鑄銘;何果;鐘凡;鄧湘斌;鐘芳華;周成宏;吳學興;楊偉光
• 申請（專利權）人: 寶武杰富意特殊鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/28;C22C38/32;C22C38/20;B22D11/16;B22D11/115;B22D11/12
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 周宇

本申請提供一種齒輪鋼及其奧氏體晶粒度的細化方法，涉及齒輪鋼領域。按質量百分比計，齒輪鋼包括：C：0.19?0.21％，Si：0.20?0.30％，Mn：0.95?1.05％，P≤0.020％，S：≤0.015％，Cr：1.05?1.15％，Cu≤0.05％，Al：0.010?0.015％，Ti：0.052?0.058％，B≤0.0003％，O≤10ppm，N：61?69ppm，余量為Fe和不可避免的雜質。通過合理的Ti和N含量及配比，有效決定氮化鈦的形態和數量，并有效細化氮化鈦的晶粒，控制并細化奧氏體晶粒度，提高齒輪鋼的性能。

技術領域

本申請涉及齒輪鋼領域，具體而言，涉及一種齒輪鋼及其奧氏體晶粒度的細化方法。

背景技術

奧氏體是碳在γ-Fe中的間隙固溶體，具有面心立方結構。奧氏體晶粒為鋼在奧氏體化時所得到的晶粒，此時的晶粒尺寸稱為奧氏體晶粒度。

奧氏體晶粒度對冷卻后鋼的組織和性能有很大的影響。一般地說，粗大的奧氏體實際晶粒往往導致冷卻后獲得粗大的組織，而粗大的組織又往往相應地具有較低的塑性和韌性。因此，在熱處理時應嚴格控制奧氏體晶粒大小，以獲得良好的綜合性能。

因此，如何有效控制并細化齒輪鋼的奧氏體晶粒度為本領域需要解決的技術問題。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種齒輪鋼及其奧氏體晶粒度的細化方法，其能夠控制并細化齒輪鋼的奧氏體晶粒度，有效改善上述技術問題。

第一方面，本申請實施例提供一種齒輪鋼，按質量百分比計，齒輪鋼包括：

C：0.19-0.21％，Si：0.20-0.30％，Mn：0.95-1.05％，P≤0.020％，S：≤0.015％，Cr：1.05-1.15％，Cu≤0.05％，Al：0.010-0.015％，Ti：0.052-0.058％，B≤0.0003％，O≤10ppm，N：61-69ppm，余量為Fe和不可避免的雜質。

在上述實現過程中，通過合理的Ti和N含量及配比，有效決定氮化鈦的形態和數量，并有效細化氮化鈦的晶粒，控制并細化奧氏體晶粒度。

在一種可能的實施方案中，齒輪鋼于950±5℃保溫11.5-12.5h后，直接水冷后檢測獲得的鋼材的奧氏體晶粒度，其中，鋼材的奧氏體晶粒度不小于7.5級。

第二方面，本申請實施例提供一種本申請第一方面提供的齒輪鋼的奧氏體晶粒度的細化方法，其包括：

在連鑄工藝中，結晶器電磁攪拌參數控制為(150A±5A)/2.5Hz，末端電磁攪拌參數為(200A±10A)/4Hz。

在上述實現過程中，通過上述參數配合，有效均勻成分，進一步提高產品的性能，其中結晶器電磁攪拌參數及末端電磁攪拌參數過大，容易導致成分偏析嚴重并產生白亮帶。

在一種可能的實施方案中，連鑄工藝中，采用恒定的鋼水過熱度以及恒定的拉速。

采用恒定的鋼水過熱度以及恒定的拉速，保證連鑄過程的穩定性，避免產生較大的液面波動，影響產品質量。

在一種可能的實施方案中，鋼水過熱度為20-30℃。

在一種可能的實施方案中，拉速為0.85±0.02m/min。

在一種可能的實施方案中，連鑄工藝中，二冷水冷卻強度為0.46±0.02L/Kg。

在一種可能的實施方案中，連鑄工藝中，采用的坯型的斷面尺寸為280*280mm。

通過連鑄工藝中各參數的優化，有效細化氮化鈦，同時保證氮化鈦分散均勻，進而有效細化奧氏體晶粒度并保證其分散均勻性。

附圖說明