CN103436793B - 汽车轮毂合金钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了汽车轮毂合金钢的制造方法，包括有以下操作步骤：(a)按重量份计，将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，并按要求调整化学成分的含量，初炼钢水；本发明最大限度地减小钢的时效性，合金钢具有较低的Al含量，不会对后部的冷加工产生不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种汽车轮毂合金钢的制造方法。
背景技术
研究表明，控制锅炉钢的Al含量在很低的范围是锅炉钢生产的关键，其原因主要在于Al含量高会导致后部冷加工的成材率极其低下。然而，通常情况下，Al是钢中比较重要的合金元素。Al的作用首先体现为用于钢水的终脱氧，可使钢水平衡氧处在较低水平，避免高氧钢的出现；其次Al又是重要的细晶元素，可提高钢的强韧性；另外Al还可用来固氮(N)，从而减轻钢的时效性。体现上述作用的Al的加入量一般在0.020％以上。
15CrMoG钢是中国国家标准GB5310-2008(高压锅炉用无缝钢管)中的一种典型高压锅炉用合金结构钢，其按重量计包含0.12％～0.18％的C、0.17％～0.37％的Si、0.40％～0.70％的Mn、0.80％～1.10％的Cr、0.40％～0.55％的Mo、不大于0.025％的P、不大于0.015％的S、不大于0.20％的Cu、不大于0.30％的Ni和不大于0.08％的V。
对于15CrMoG钢，同样需要控制Al含量在较低的水平。在钢中缺少足够Al的情况下，可采用LF炉精炼或者LF炉精炼+真空处理的方法来避免高氧钢，可采用控制轧制温度的方法细化钢的晶粒。然而，现有技术始终未考虑因缺少足够的Al，钢中会出现部分游离N的危害性。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车轮毂合金钢的制造方法，最大限度地减小钢的时效性，合金钢具有较低的Al含量，不会对后部的冷加工产生不利影响。
本发明的技术方案如下：
汽车轮毂合金钢的制造方法，包括有以下操作步骤：
(a)按重量份计，将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，并按要求调整化学成分的含量，初炼钢水；
(b)在钢水的C含量为0.03％～0.06％，P含量不大于0.015％，S含量不大于0.020％时，向钢包出钢，将钢水重量的1.0～2.0%复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeNB5050～55%、FeSiRe2120～25%、FeBa5Si6020～25%、钇基稀土5～10%；
(c)在出钢过程中，调整钢水的Si含量为0.17％～0.37％，Mn含量为0.40％～0.70％，Cr含量为0.80％～1.10％，Mo含量为0.40％～0.55％，并调整钢水的氧含量在0.0020％以下；
(d)在精炼过程中，不断向精炼炉中按1-2L/min通入氩气和氦气的混合惰性气体，并调整钢水的Ti含量为0.005％～0.010％，Nb含量为0.02％～0.04％，精炼完成时钢水的C含量为0.14％～0.18％，从而得到合金钢，所述合金钢包含0.12％～0.18％的C、0.17％～0.37％的Si、0.40％～0.70％的Mn、0.80％～1.10％的Cr、0.40％～0.55％的Mo、0.005％～0.010％的Ti和0.02％～0.04％的Nb，余量为Fe以及不可避免的杂质，合金钢中各元素的含量均为重量百分比含量；
(e)热处理，a、退火：将合金钢置于温度低于200℃的退火炉里，升温到800±10℃，保温60±5分钟，在温度低于600℃时出炉，空冷；b、淬火：将合金钢置于温度低于110℃的淬火炉里，升温到550±10℃，保温60±5分钟，然后继续升温到880±10℃，保温80±5分钟，用淬火液冷却，淬火液由质量百分数为20-30%KCl、10-20%NaNO3、4-8%CaCl2、10-18%NaOH,余量水组成；c、回火：将合金钢置于温度低于60℃的回火炉里，升温到550±10℃，保温120±5分钟，空冷。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
所述轨道辙叉用合金钢的制作工艺，通过控制合金钢内各合金成分配比；同时通过在冶炼、浇注过程中对P、S等有害成分比例的控制；采用合金元素的特定添加步骤，并用直读光谱分析仪进行钢水成份控制与合金元素配制方案实现；采用LF精炼、真空脱气工艺大大降低钢水中夹杂物和N、H、O等有害气体的含量，避免由此造成的钢材的抗拉强度和低温冲击等性能不合格的现象的发生；热处理采用PLC自动控温燃气方式加热，加热速度快；由所述汽车轮毂用合金钢的制作工艺制作的合金钢产品性能为：抗拉强度σb≥1220MPa；屈服强度σ0.2≥1105MPa；延伸率δ5(‰)≥11；断面收缩率ψ(‰)≥25；室温冲击韧性αku(42℃)≥70J/cm2；低温冲击韧性σku(-40℃)≥35J/cm2；硬度HRC37-42；由此合金钢制作的汽车轮毂的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，汽车轮毂的使用寿命能大大提高，无需频繁更换，能大大降低轨道运行成本。
具体实施方式
汽车轮毂合金钢的制造方法，包括有以下操作步骤：
(a)按重量份计，将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，并按要求调整化学成分的含量，初炼钢水；
(b)在钢水的C含量为0.03％～0.06％，P含量不大于0.015％，S含量不大于0.020％时，向钢包出钢，将钢水重量的1.0～2.0%复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeNB5050～55%、FeSiRe2120～25%、FeBa5Si6020～25%、钇基稀土5～10%；
(c)在出钢过程中，调整钢水的Si含量为0.17％～0.37％，Mn含量为0.40％～0.70％，Cr含量为0.80％～1.10％，Mo含量为0.40％～0.55％，并调整钢水的氧含量在0.0020％以下；
(d)在精炼过程中，不断向精炼炉中按1-2L/min通入氩气和氦气的混合惰性气体，并调整钢水的Ti含量为0.005％～0.010％，Nb含量为0.02％～0.04％，精炼完成时钢水的C含量为0.14％～0.18％，从而得到合金钢，所述合金钢包含0.12％～0.18％的C、0.17％～0.37％的Si、0.40％～0.70％的Mn、0.80％～1.10％的Cr、0.40％～0.55％的Mo、0.005％～0.010％的Ti和0.02％～0.04％的Nb，余量为Fe以及不可避免的杂质，合金钢中各元素的含量均为重量百分比含量；
(e)热处理，a、退火：将合金钢置于温度低于200℃的退火炉里，升温到800±10℃，保温60±5分钟，在温度低于600℃时出炉，空冷；b、淬火：将合金钢置于温度低于110℃的淬火炉里，升温到550±10℃，保温60±5分钟，然后继续升温到880±10℃，保温80±5分钟，用淬火液冷却，淬火液由质量百分数为20-30%KCl、10-20%NaNO3、4-8%CaCl2、10-18%NaOH,余量水组成；c、回火：将合金钢置于温度低于60℃的回火炉里，升温到550±10℃，保温120±5分钟，空冷。
Claims (1)
1.汽车轮毂合金钢的制造方法，其特征在于，包括有以下操作步骤：
(a)按重量份计，将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，并按要求调整化学成分的含量，初炼钢水；
(b)在钢水的C含量为0.03％～0.06％，P含量不大于0.015％，S含量不大于0.020％时，向钢包出钢，将钢水重量的1.0～2.0%复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeNb5050～55%、FeSiRe2120～25%、FeBa5Si6020～25%、钇基稀土5～10%；
(c)在出钢过程中，调整钢水的Si含量为0.17％～0.37％，Mn含量为0.40％～0.70％，Cr含量为0.80％～1.10％，Mo含量为0.40％～0.55％，并调整钢水的氧含量在0.0020％以下；
(d)在精炼过程中，不断向精炼炉中按1-2L/min通入氩气和氦气的混合惰性气体，并调整钢水的Ti含量为0.005％～0.010％，Nb含量为0.02％～0.04％，精炼完成时钢水的C含量为0.14％～0.18％，从而得到合金钢，所述合金钢包含0.14％～0.18％的C、0.17％～0.37％的Si、0.40％～0.70％的Mn、0.80％～1.10％的Cr、0.40％～0.55％的Mo、0.005％～0.010％的Ti和0.02％～0.04％的Nb，余量为Fe以及不可避免的杂质，合金钢中各元素的含量均为重量百分比含量；
(e)热处理，a、退火：将合金钢置于温度低于200℃的退火炉里，升温到800±10℃，保温60±5分钟，在温度低于600℃时出炉，空冷；b、淬火：将合金钢置于温度低于110℃的淬火炉里，升温到550±10℃，保温60±5分钟，然后继续升温到880±10℃，保温80±5分钟，用淬火液冷却，淬火液由质量百分数为20-30%KCl、10-20%NaNO3、4-8%CaCl2、10-18%NaOH,余量水组成；c、回火：将合金钢置于温度低于60℃的回火炉里，升温到550±10℃，保温120±5分钟，空冷。
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