[發明專利]一種減少VD工序結合組分優化生產低成本20CrMoA圓鋼的方法

有效

• 申請號: 202110903707.3
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113621867B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 壽先濤;陳振芳;張勇
• 申請（專利權）人: 聯峰鋼鐵（張家港）有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/42;C22C38/44;B21B37/74;C21C7/06;B22D11/115
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

本發明屬于圓鋼生產技術領域，涉及一種減少VD工序結合組分優化生產低成本20CrMoA圓鋼的方法；鋼材成分：C：0.19～0.20％、Mn：0.60～0.63％、Si：0.23～0.25％、Mo：0.16～0.18％、Cr：0.92～1.00％、Ni：≤0.30％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Cu：≤0.20％，Alt：0.16～0.18％、余量為Fe及不可避免雜質；步驟包括轉爐冶煉、LF精煉、連鑄、堆冷、加熱、高溫剪切和熱鋼收集；本發明通過優化組分和工藝，保證鋼材性能的同時降低噸鋼成本；還有效避免連鑄坯存在中心偏析及軋制過程中冷卻工藝不當使鋼材端部產生中心裂紋的問題，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于圓鋼生產技術領域，具體涉及一種減少VD工序結合組分優化生產低成本20CrMoA圓鋼的方法。

背景技術

20CrMoA是一種常用的高淬透性合金結構鋼，具有較高的高強度和良好的韌性，冷應變塑性良好，無明顯的回火脆性。調質或滲碳處理后有較高的疲勞極限和抗沖擊能力，具有良好的綜合力學性能，被廣泛應用于加工高壓管道和緊固件、齒輪、軸等機械零件。

但是目前生產本20CrMoA圓鋼均是遵循傳統常規方法，致使生產成本一直處于較高水平；隨著市場競爭的加劇，降低噸鋼的成本是亟需解決的技術問題。而且，在目前已公開的文獻中也未見諸有相應的技術報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的技術缺陷，本發明提供一種減少VD工序結合組分優化生產低成本20CrMoA圓鋼的方法。

為了實現以上目的，本發明首先提供一種低成本20CrMoA圓鋼，由下列重量百分比的成分組成：

C：0.17～0.24％、Mn：0.40～0.70％、Si：0.17～0.37％、Mo：0.15～0.25％、Cr：0.80～1.10％、Ni：≤0.30％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Cu：≤0.20％，Alt：0.16～0.18％，余量為Fe及不可避免雜質。

進一步優化成分設計：

C：0.19～0.20％、Mn：0.60～0.63％、Si：0.23～0.25％、Mo：0.16～0.18％、Cr：0.92～1.00％、Ni：≤0.30％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Cu：≤0.20％，Alt：0.16～0.18％，余量為Fe及不可避免雜質。

采用部分Mn、Cr替代部分Mo合金元素，降低噸鋼成本。降低噸鋼成本；這看似簡單的調整，實質上是經過大量的創造性實驗才能獲知的結果，其用量必須嚴格控制，并非是簡單調整所能實現的，適當提高Mn、Cr成分、降低Mo含量，否則會影響鋼材的性能。

碳含量對材料的強度的影響最為顯著。隨著碳含量的增加，材料強度隨之增加，但塑韌性降低、焊接性能也開始變差。

錳能與鐵無限固溶，在提高強度的同時對塑性影響較小。對于調質鋼，適當增加錳含量，在提高強度的同時，可以增加鋼的淬透性。鉻在調質鋼種主要提高淬透性，并能提高強度。

鉬屬于貴重金屬；鉬能明顯提高鋼的淬透性、提高回火脆性和回火穩定性。

由于錳、鉻、鉬對淬透性、強度方面的作用具有一定的一致性，在合適的用量條件下才能發揮良好的協同作用，而且20CrMo使用狀態是調質狀態，既要保證材料的淬透性，也要保證回火穩定性，因此材料的錳、鉻、鉬等含量要保持一個合理的比例含量，才能使材料具有良好的使用性能。

同時為了細化晶粒，在合金中添加一定量的鋁，有利于產品性能穩定和產品的加工。

常規冶煉方式為轉爐冶煉、LF精煉、VD真空處理、連鑄、鑄坯避風堆冷、加熱、高溫剪切、熱鋼收集。為了進一步降低成本，冶煉方式改為轉爐冶煉、LF精煉、連鑄、鑄坯避風堆冷、加熱、高溫剪切、熱鋼收集。