CN103805898A - V-ti-re微合金履带用钢及其热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种V-TI-RE微合金履带用钢，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。本发明的V-TI-RE微合金履带用钢具有良好的末端淬透性和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料领域，具体地说，涉及一种V-TI-RE微合金履带用钢及其热处理工艺。
背景技术
工程机械履带用钢，是机械工业大量使用的钢材，对钢的机械性能要求十分严格。随着工程机械向大型化轻型化发展，对履带用钢的材料要求就越高，尤其表现在耐磨及使用周期上，需要保证高的耐磨性，来满足工程机械向大型化轻型化的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种V-TI-RE微合金履带用钢，具有较高的耐磨性。
本发明的技术方案如下：
一种V-TI-RE微合金履带用钢，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
进一步，所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32%、Si 0.13%、Mn 1.15%、P 0.02%、S 0.014%、Al 0.033%、B 0.0012%、V 0.08%、Ti 0.024%、稀土RE 0.02%、Cr 0.224%、Ni 0.12%、Cu 0.15%、Mo 0.15%；或者，C 0.35%、Si 0.24%、Mn 1.35%、P 0.016%、S0.019%、Al 0.025%、B 0.0022%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE 0.02%、Cr0.227%、Ni 0.21%、Cu 0.3%、Mo 0.04%；或者，C 0.38%、Si 0.3%、Mn 1.42%、P 0.016%、S 0.016%、Al 0.037%、B 0.003%、V 0.18%、Ti 0.03%、稀土RE0.02%、Cr 0.3%、Ni 0.3%、Cu 0.19%、Mo 0.07%；或者，C 0.32%、Si 0.3%、Mn 1.1%、P 0.02%、S 0.010%、Al 0.041%、B 0.0035%、V 0.08%、Ti 0.04%、稀土RE 0.02%、Cr 0.2%、Ni 0.07%、Cu 0.13%、Mo 0.02%；或者，C 0.36%、Si 0.1%、Mn 1.33%、P 0.016%、S 0.03%、Al 0.02%、B 0.0025%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE 0.01%、Cr 0.18%、Ni 0.13%、Cu 0.05%、Mo 0.15%；或者，C 0.34%、Si 0.4%、Mn 1.45%、P 0.016%、S 0.015%、Al 0.06%、B 0.001%、V 0.2%、Ti 0.02%、稀土RE 0.025%、Cr 0.15%、Ni 0.3%、Cu 0.3%、Mo 0.06%。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种V-TI-RE微合金履带用钢的热处理工艺，可以提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性。
本发明的另一技术方案如下：
一种提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺，包括：将热轧圆钢正火；将所述正火后的圆钢加工成端淬试样，将所述端淬试样淬火，得到所述V-TI-RE微合金履带用钢；生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
进一步：所述正火的温度为870℃～910℃，所述正火的时间为45～60min。
进一步：所述淬火的温度为840℃～880℃，所述淬火的时间为45～60min。
进一步，生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32%、Si 0.13%、Mn 1.15%、P 0.02%、S 0.014%、Al 0.033%、B 0.0012%、V 0.08%、Ti 0.024%、稀土RE 0.02%、Cr 0.224%、Ni 0.12%、Cu 0.15%、Mo 0.15%；或者，C 0.35%、Si 0.24%、Mn 1.35%、P0.016%、S 0.019%、Al 0.025%、B 0.0022%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE0.02%、Cr 0.227%、Ni 0.21%、Cu 0.3%、Mo 0.04%；或者，C 0.38%、Si 0.3%、Mn 1.42%、P 0.016%、S 0.016%、Al 0.037%、B 0.003%、V 0.18%、Ti 0.03%、稀土RE 0.02%、Cr 0.3%、Ni 0.3%、Cu 0.19%、Mo 0.07%。
本发明所要解决的又一技术问题是提供一种V-TI-RE微合金履带用钢的热处理工艺，可以提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能。
本发明的又一技术方案如下：
一种提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺，包括：将热轧圆钢淬火；将所述淬火后的圆钢回火，得到所述V-TI-RE微合金履带用钢；生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
进一步：所述淬火的温度为850℃～910℃，所述淬火的时间为45～60min。
进一步：所述回火的温度为450℃～550℃，所述回火的时间为90～120min。
进一步，生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32%、Si 0.3%、Mn 1.1%、P 0.02%、S 0.010%、Al0.041%、B 0.0035%、V 0.08%、Ti 0.04%、稀土RE 0.02%、Cr 0.2%、Ni 0.07%、Cu 0.13%、Mo 0.02%；或者，C 0.36%、Si 0.1%、Mn 1.33%、P 0.016%、S 0.03%、Al 0.02%、B 0.0025%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE 0.01%、Cr 0.18%、Ni 0.13%、Cu 0.05%、Mo 0.15%；或者，C 0.34%、Si 0.4%、Mn 1.45%、P 0.016%、S 0.015%、Al 0.06%、B 0.001%、V 0.2%、Ti 0.02%、稀土RE 0.025%、Cr 0.15%、Ni 0.3%、Cu 0.3%、Mo 0.06%。
本发明的技术效果如下：
1、本发明的V-TI-RE微合金履带用钢具有良好的硬度，耐磨性高。
2、本发明的V-TI-RE微合金履带用钢具有良好的抗拉强度和下屈服强度，伸长率和断面收缩率好，冲击功高。
3、本发明的V-TI-RE微合金履带用钢能够满足工程机械向大型化轻型化的使用要求。
具体实施方式
本发明的V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。将原料按上述成分配比，经过炼钢生产和轧制过程得到热轧圆钢。本发明将热轧圆钢分别通过两种热处理工艺得到末端淬透性好的V-TI-RE微合金履带用钢和力学性能好的V-TI-RE微合金履带用钢，分别满足不同的需求。
本发明的提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺的步骤如下：
步骤S1：正火
根据末端淬透性标准对热轧圆钢取样，将热轧圆钢在870℃～910℃正火，正火时间为45～60min。
步骤S2：制备端淬试样
将正火后的圆钢加工成端淬试样。
步骤S3：淬火
将端淬试样在840℃～880℃淬火，淬火时间为45～60min。
经过上述步骤得到具有良好末端淬透性的V-TI-RE微合金履带用钢，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
采用提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺制备的实施例1～3的V-TI-RE微合金履带用钢的成分如表1所示，各实施例的热处理工艺参数如表2所示，其末端淬透性如表3所示。从表3可以看出采用本发明的提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺生产的V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性优良，其端淬距离为30mm时，端淬硬度HRC不小于34；其端淬距离为1.5mm时，端淬硬度HRC不小于52。
表2实施例1～3的热处理工艺的参数
| 实施例 | 正火温度/℃ | 正火时间 | 淬火温度/℃ | 淬火时间 |
| 1 | 870 | 60 | 853 | 50 |
| 2 | 890 | 50 | 840 | 45 |
| 3 | 910 | 45 | 880 | 60 |
表3实施例1～3的末端淬透性
本发明还提供了一种提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺。该工艺的步骤如下：
步骤S1：淬火
根据力学性能标准在热轧圆钢上取样，将热轧圆钢在850℃～910℃淬火，淬火时间为45～60min。
步骤S2：回火
将淬火后的圆钢在450℃～550℃回火，回火时间为90～120min。
经过上述步骤得到具有良好力学性能的V-TI-RE微合金履带用钢，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
采用提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺制备的实施例4～6的V-TI-RE微合金履带用钢的成分如表4所示，各实施例的热处理的工艺参数如表5所示，其拉伸试验的力学性能测试结果如表6所示，其夏比冲击试验及硬度测试结果如表7所示。
从表6和表7可以看出，本发明的提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺制备的V-TI-RE微合金履带用钢具有良好的综力学性能。
表5实施例4～6的热处理工艺的参数
| 实施例 | 淬火温度/℃ | 淬火时间 | 回火温度/℃ | 回火时间 |
| 1 | 850 | 60min | 450 | 120min |
| 2 | 875 | 50min | 550 | 100min |
| 3 | 910 | 45min | 505 | 90min |
表6实施例4～6的拉伸试验的力学性能测试结果
| 实施例 | Rp0.2(MPa) | Rm(MPa) | A% | Z% |
| 4 | 1142 | 1026 | 14.5 | 53 |
| 5 | 1184 | 1102 | 13.5 | 56 |
| 6 | 1160 | 1150 | 15.0 | 56 |
表7实施例4～6的夏比冲击试验及硬度测试结果
Claims (10)
1.一种V-TI-RE微合金履带用钢，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
2.如权利要求1所述的V-TI-RE微合金履带用钢，其特征在于，其材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32%、Si 0.13%、Mn 1.15%、P 0.02%、S 0.014%、Al 0.033%、B 0.0012%、V 0.08%、Ti 0.024%、稀土RE 0.02%、Cr 0.224%、Ni 0.12%、Cu 0.15%、Mo 0.15%；或者，C 0.35%、Si 0.24%、Mn 1.35%、P 0.016%、S 0.019%、Al 0.025%、B 0.0022%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE 0.02%、Cr 0.227%、Ni 0.21%、Cu 0.3%、Mo 0.04%；或者，C 0.38%、Si 0.3%、Mn 1.42%、P 0.016%、S 0.016%、Al 0.037%、B 0.003%、V 0.18%、Ti 0.03%、稀土RE 0.02%、Cr 0.3%、Ni 0.3%、Cu 0.19%、Mo 0.07%；或者，C 0.32%、Si 0.3%、Mn 1.1%、P 0.02%、S 0.010%、Al 0.041%、B 0.0035%、V 0.08%、Ti 0.04%、稀土RE 0.02%、Cr 0.2%、Ni 0.07%、Cu 0.13%、Mo 0.02%；或者，C 0.36%、Si 0.1%、Mn 1.33%、P 0.016%、S 0.03%、Al 0.02%、B 0.0025%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE 0.01%、Cr 0.18%、Ni 0.13%、Cu 0.05%、Mo0.15%；或者，C 0.34%、Si 0.4%、Mn 1.45%、P 0.016%、S 0.015%、Al 0.06%、B 0.001%、V 0.2%、Ti 0.02%、稀土RE 0.025%、Cr 0.15%、Ni 0.3%、Cu 0.3%、Mo 0.06%。
3.一种提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺，其特征在于，包括：
将热轧圆钢正火；
将所述正火后的圆钢加工成端淬试样；
将所述端淬试样淬火，得到所述V-TI-RE微合金履带用钢；
生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
4.如权利要求3所述的提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺，其特征在于：所述正火的温度为870℃～910℃，所述正火的时间为45～60min。
5.如权利要求3所述的提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺，其特征在于：所述淬火的温度为840℃～880℃，所述淬火的时间为45～60min。
6.如权利要求3～5任一项所述的提高V-TI-RE微合金履带用钢的末端淬透性的热处理工艺，其特征在于，生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32%、Si 0.13%、Mn 1.15%、P 0.02%、S 0.014%、Al 0.033%、B 0.0012%、V 0.08%、Ti 0.024%、稀土RE0.02%、Cr 0.224%、Ni 0.12%、Cu 0.15%、Mo 0.15%；或者，C 0.35%、Si 0.24%、Mn 1.35%、P 0.016%、S 0.019%、Al 0.025%、B 0.0022%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE 0.02%、Cr 0.227%、Ni 0.21%、Cu 0.3%、Mo 0.04%；或者，C 0.38%、Si 0.3%、Mn 1.42%、P 0.016%、S 0.016%、Al 0.037%、B 0.003%、V 0.18%、Ti 0.03%、稀土RE 0.02%、Cr 0.3%、Ni 0.3%、Cu 0.19%、Mo 0.07%。
7.一种提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺，其特征在于，包括：
将热轧圆钢淬火；
将所述淬火后的圆钢回火，得到所述V-TI-RE微合金履带用钢；
生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32～0.38%、Si 0.10～0.40%、Mn 1.10～1.45%、P≤0.020%、S 0.010～0.030%、Al 0.020～0.060%、B 0.0010～0.0035%、V 0.08～0.20%、Ti 0.02～0.04%、稀土RE 0.010～0.025%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.30%、Mo≤0.15%，其余为Fe和杂质。
8.如权利要求7所述的提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺，其特征在于：所述淬火的温度为850℃～910℃，所述淬火的时间为45～60min。
9.如权利要求7所述的提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺，其特征在于：所述回火的温度为450℃～550℃，所述回火的时间为90～120min。
10.如权利要求7～9任一项所述的提高V-TI-RE微合金履带用钢的力学性能的热处理工艺，其特征在于，生产得到的所述V-TI-RE微合金履带用钢的材料的化学成分的质量百分含量包括：C 0.32%、Si 0.3%、Mn 1.1%、P0.02%、S 0.010%、Al 0.041%、B 0.0035%、V 0.08%、Ti 0.04%、稀土RE 0.02%、Cr 0.2%、Ni 0.07%、Cu 0.13%、Mo 0.02%；或者，C 0.36%、Si 0.1%、Mn 1.33%、P 0.016%、S 0.03%、Al 0.02%、B 0.0025%、V 0.12%、Ti 0.035%、稀土RE0.01%、Cr 0.18%、Ni 0.13%、Cu 0.05%、Mo 0.15%；或者，C 0.34%、Si 0.4%、Mn 1.45%、P 0.016%、S 0.015%、Al 0.06%、B 0.001%、V 0.2%、Ti 0.02%、稀土RE 0.025%、Cr 0.15%、Ni 0.3%、Cu 0.3%、Mo 0.06%。
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