[發明專利]一種低合金挖掘機斗齒用鋼及其生產方法

在審

• 申請號: 202210445681.7
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114875315A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 周光杰;袁淵;徐瑞軍;花含平;李建宇;楊建華;周文浩;張成元;羅雄志;鄭健;黃振華
• 申請（專利權）人: 湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/28;C21C5/32;C21C7/06;C21C7/10;C21D1/25;C21D6/00;C21D8/02;C22C33/06;C21D9/00
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 李由

一種低合金挖掘機斗齒用鋼及其生產方法，鋼的化學成分按重量百分比含量為C：0.28～0.34%，Si：0.80～1.10%，Mn：1.10～1.40%，P≤0.025%，S≤0.015%，Cr：1.00～1.30%，Ti：0.07～0.10%，Alt：0.020～0.060%，H≤0.0002%，N：0.0050～0.0110%，O≤0.0020%，其余為Fe和不可避免的雜質。通過形成的碳氮化物和熱處理后的組織實現優良的綜合力學性能及耐磨性。其生產方法，包括冶煉、連鑄、軋制、熱處理步驟，其中環流吹氮工藝可使鋼中的氮含量穩定在0.006～0.0110%。本發明的斗齒鋼熱處理后硬度400～450HB，抗拉強度1100～1300MPa，斷后伸長率10%以上，斷面收縮率45%以上，室溫沖擊Aku≥34J。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，涉及一種低合金挖掘機斗齒用鋼及其生產方法。

背景技術

斗齒是挖掘機設備上的重要零部件。斗齒在服役過程中常常與砂、土、巖石、煤和礦物等直接接觸，極易受到強烈的沖擊、大的彎曲載荷和嚴重的磨料磨損，容易出現變形、犁溝、剝落、斷裂等，造成表面磨損或剝落，材料消耗很大。此前斗齒鋼主要以鑄造方式生產，隨著環保要求日趨嚴格，越來越多的斗齒鋼轉為鍛造方式生產。常用的斗齒耐磨材料按照含碳量可以分為低碳合金耐磨鋼，中碳合金耐磨鋼，高碳合金耐磨鋼以及耐磨鑄鐵等。

目前，已公布的關于斗齒鋼或耐磨鋼的專利文獻例如CN201910665911.9、CN201710206376.1、CN201610132310.8）中基本都添加了Mo元素，其制造成本較高，且其中大多不含Ti或只含有少量Ti（低于0.07wt.%）。有些專利文獻例如CN201910341244.9涉及的Ti含量較高的，其C含量普遍偏低（低于0.25wt.%）且多用于制造耐磨鋼板，其生產于制造工藝與本發明存在較大差異；有些專利文獻例如CN201610372085.5涉及低合金斗齒鋼或耐磨鋼，其C含量較高，其沖擊韌性與本發明差距較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低合金挖掘機斗齒用鋼及其生產方法，所生產的斗齒鋼具有綜合綜合力學性能優良，耐磨性能好，可滿足高強、高韌、耐磨挖掘機斗齒的加工及使用要求。

本發明的具體技術方案如下：

一種低合金挖掘機斗齒用鋼及其生產方法，鋼的化學成分按質量百分比為C=0.28%～0.34%，Si=0.80%～1.10%，Mn=1.10%～1.40%，P≤0.025%，S≤0.015%，Cr=1.00%～1.30%，Ti=0.07%～0.10%，Alt=0.020%～0.060%，H≤0.0002%，N=0.0050%～0.0110%，O≤0.0020%，其余為Fe和不可避免的雜質；包括如下工藝步驟：

優選地，鋼的化學成分按質量百分比為C=0.30%～0.32%，Si=0.90%～1.00%，Mn=1.15%～1.25%，P≤0.018%，S≤0.010%，Cr=1.10%～1.25%，Ti=0.07%～0.09%，Alt=0.030%～0.050%，H≤0.0002%，N=0.0060%～0.0080%，O≤0.0020%，其余為Fe和不可避免的雜質。

本發明的挖掘機斗齒鋼的生產方法，工藝步驟如下：

（1）冶煉：氧氣頂吹轉爐煉鋼，出鋼過程中加入脫氧劑、合金進行脫氧合金化；LF鋼包爐精確調整化學成分及鋼水溫度；RH爐真空脫氣，循環氣體采用氮氣，保證鋼水N含量命中目標；

（2）連鑄：中間包過熱度20～35℃，結晶器液面控制在±5mm，連鑄采用電磁攪拌和動態輕壓下及重壓下控制，連鑄方坯尺寸240～430mm；

（3）軋制：預熱段溫度550～700℃，均熱段溫度1120～1220℃，在爐時間210～450min；開軋溫度1030～1150℃，終軋溫度930～1000℃。軋后冷床密排冷卻至300℃后成捆收集入保溫坑緩冷24h。

發明原理：