CN104313489A - 一种合金钢材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种合金钢材料及制备方法，该合金钢的重量百分比是，0.45-0.52％的碳，0.24-0.25％的硅，0.3-0.35％的锰，0.3-0.5％的铬，0.6-1.0％的镍，0.001-0.003％的钇，0.001-0.003％的铌，0.03-0.035％的钼，0.06-0.08％的钴，0.08-0.10％的矾，0.02-0.05％的铋，0.03-0.05％的锶，0.6-0.8％的钨，0.0001-0.03％的钛，0.003-0.005％的硼余量为铁。通过正火过程获取大量的珠光基体，并通过选择盐浴等温淬火，使合金钢的奥氏体转变成下贝氏体组织，使得合金硬度、耐磨性能及表面耐热性能均得到很大的提高。

Description

一种合金钢材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属材料，尤其是涉及一种合金钢材料及其制备方法。

背景技术

汽车发动机配套部件，不仅在结构强度与功能上有较高的要求，同时在机械加工上同样重要，这样的要求不仅是满足汽车使用上的基本条件，同时也是安全可靠延长使用寿命的保障。

寻找到一种提高硬度和耐磨性能，同时零件表面耐热性能高的中低含量的合金钢就显的非常重要。发明人依靠在本领域的多年实践和理论经验，提出一种全新的合金钢配方，该配方能很好的解决了现有生产汽车配件钢材的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服现有生产汽车部件钢材中硬度、耐磨性能及表面耐热性能不足的合金钢。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种合金钢材料，该合金钢的组成按重量百分比是，0.45-0.52％的碳，0.24-0.25％的硅，0.3-0.35％的锰，0.3-0.5％的铬，0.6-1.0％的镍，0.001-0.003％的钇，0.001-0.003％的铌，0.03-0.035％的钼，0.06-0.08％的钴，0.08-0.10％的矾，0.02-0.05％的铋，0.03-0.05％的锶，0.6-0.8％的钨，0.0001-0.03％的钛，0.003-0.005％的硼余量为铁。

一种合金钢材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照重量百分比为0.45-0.52％的碳，0.24-0.25％的硅，0.3-0.35％的锰，0.3-0.5％的铬，0.6-1.0％的镍，0.001-0.003％的钇，0.001-0.003％的铌，0.03-0.035％的钼，0.06-0.08％的钴，0.08-0.10％的矾，0.02-0.05％的铋，0.03-0.05％的锶，0.6-0.8％的钨，0.0001-0.03％的钛，0.003-0.005％的硼余量为铁进行配料；

2)通过中频感应炉熔炼制备合金钢，在钢液进行浇铸前，进行恒温保温10-30分钟的孕育，然后将钢液降温50-100℃后进行浇铸；

3)将合金钢进行正火和等温淬火处理；所述淬火分两阶段等温淬火，第一阶段采用采用230±20℃盐浴等温淬火处理至500-550℃，淬火速度保持在20-25℃每秒钟；第二阶段为水溶液淬火，水溶液保持在75-80℃，淬火速度保持在25-30℃每秒，淬火温度到130-150℃；然后回火处理，回火温度为180-220℃并保温2小时，然后自然冷却。

本申请通过在钢液浇铸前进行恒温保温孕育，然后再将钢液降温50-100℃后进行浇铸，是为了保证钢液在浇铸前保证组织内晶粒的均匀，且颗粒的粒度均匀，并且通过在浇铸前的降温，使组织内的晶粒的生长出现一个短时间的抑制，然后在再通过浇铸后温度的快速降低，实现组织内晶体结构的异变降低，有利于提高合金钢的性能，这一特点是本申请的关键技术方案。

上述合金钢制备方法，其中合金钢通过正火和等温淬火处理，。这样一方面获得较高的珠光体基体，细化组织，提高材料的硬度和耐磨性能；另一方面，通过长期保持在下贝氏体转变区的等温淬火，使合金实现奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织。

本发明的有益效果是：

通过正火过程获取大量的珠光基体，并通过选择230±20℃的盐浴等温淬火，使合金钢的奥氏体转变成下贝氏体组织，使得合金硬度、耐磨性能及表面耐热性能均得到很大的提高。

具体实施方式

以下通过具体实施例来解释本发明，应当理解的是，本发明的具体实施例仅能用来解释本发明而不能用来解释为对本发明的限制。

实施例一

一种合金钢材料，该合金钢的重量百分比是，0.45％的碳，0.24％的硅，0.3％的锰，0.3％的铬，0.6％的镍，0.001％的钇，0.001％的铌，0.03％的钼，0.06％的钴，0.08％的矾，0.02％的铋，0.03％的锶，0.6％的钨，0.0001％的钛，0.003％的硼余量为铁。

一种合金钢材料制备方法，包括以下步骤：

1)按照重量百分比为0.45％的碳，0.24％的硅，0.3％的锰，0.3％的铬，0.6％的镍，0.001％的钇，0.001％的铌，0.03％的钼，0.06％的钴，0.08％的矾，0.02％的铋，0.03％的锶，0.6％的钨，0.0001％的钛，0.003％的硼余量为铁进行配料；

2)通过中频感应炉熔炼制备合金钢，在钢液进行浇铸前，进行恒温保温10-30分钟的孕育，然后将钢液降温50-100℃后进行浇铸；

3)将合金钢进行正火和等温淬火处理；所述淬火分两阶段等温淬火，第一阶段采用采用230±20℃盐浴等温淬火处理至500-550℃，淬火速度保持在20-25℃每秒钟；第二阶段为水溶液淬火，水溶液保持在75-80℃，淬火速度保持在25-30℃每秒，淬火温度到130-150℃；然后回火处理，回火温度为180-220℃并保温2小时，然后自然冷却。

本申请通过在钢液浇铸前进行恒温保温孕育，然后再将钢液降温50-100℃后进行浇铸，是为了保证钢液在浇铸前保证组织内晶粒的均匀，且颗粒的粒度均匀，并且通过在浇铸前的降温，使组织内的晶粒的生长出现一个短时间的抑制，然后在再通过浇铸后温度的快速降低，实现组织内晶体结构的异变降低，有利于提高合金钢的性能，这一特点是本申请的关键技术方案。

上述合金钢制备方法，其中合金钢通过正火和等温淬火处理，。这样一方面获得较高的珠光体基体，细化组织，提高材料的硬度和耐磨性能；另一方面，通过长期保持在下贝氏体转变区的等温淬火，使合金实现奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织。

对得到的铸态合金钢试样做金相组织观察，发现其组织为珠光体组织和下贝氏组织。

对得到的合金进行硬度检测，硬度检测值HRC55。

在本发明的以下实施例中，对得到的铸态合金钢试样做金相组织观察，均发现其组织为珠光体组织和下贝氏组织。

在本发明的以下实施例中，合金钢的制备方法均相同，所不同的仅是低合金钢的各元素的组成，因此在以下的实施例中，仅描述合金钢的各元素的重量百分比。

实施例二

一种合金钢材料，该合金钢的重量百分比是：0.52％的碳，0.25％的硅，0.35％的锰，0.5％的铬，1.0％的镍，0.003％的钇，0.003％的铌，0.035％的钼，0.08％的钴，0.10％的矾，0.05％的铋，0.05％的锶，0.8％的钨，0.03％的钛，0.005％的硼余量为铁。

实施例三

一种合金钢材料，该合金钢的重量百分比是：0.50％的碳，0.24％的硅，0.32％的锰，0.4％的铬，0.8％的镍，0.0015％的钇，0.002％的铌，0.03％的钼，0.06％的钴，0.08％的矾，0.04％的铋，0.04％的锶 0.6％的钨，0.0001％的钛，0.003％的硼余量为铁。

对得到的铸态合金钢试样做金相组织观察，发现其组织大部分为珠光体组织和下贝氏组织。

当用于制造汽车的刹车装置部件时，优选该实施例。

本发明不局限于上述特定实施例，在不背离本发明愿意的情况下，本领域技术人员可根据本发明做出各种相应改变，但这些相应改变都应属于本发明所要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种合金钢材料，其特征在于：该合金钢的组成按重量百分比是，0.45-0.52％的碳，0.24-0.25％的硅，0.3-0.35％的锰，0.3-0.5％的铬，0.6-1.0％的镍，0.001-0.003％的钇，0.001-0.003％的铌，0.03-0.035％的钼，0.06-0.08％的钴，0.08-0.10％的矾，0.02-0.05％的铋，0.03-0.05％的锶，0.6-0.8％的钨，0.0001-0.03％的钛，0.003-0.005％的硼余量为铁。

2.一种合金钢材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照重量百分比为0.45-0.52％的碳，0.24-0.25％的硅，0.3-0.35％的锰，0.3-0.5％的铬，0.6-1.0％的镍，0.001-0.003％的钇，0.001-0.003％的铌，0.03-0.035％的钼，0.06-0.08％的钴，0.08-0.10％的矾，0.02-0.05％的铋，0.03-0.05％的锶，0.6-0.8％的钨，0.0001-0.03％的钛，0.003-0.005％的硼余量为铁进行配料；

2)通过中频感应炉熔炼制备合金钢，在钢液进行浇铸前，进行恒温保温10-30分钟的孕育，然后将钢液降温50-100℃后进行浇铸；

3)将合金钢进行正火和等温淬火处理；所述淬火分两阶段等温淬火，第一阶段采用采用230±20℃盐浴等温淬火处理至500-550℃，淬火速度保持在20-25℃每秒钟；第二阶段为水溶液淬火，水溶液保持在75-80℃，淬火速度保持在25-30℃每秒，淬火温度到130-150℃；然后回火处理，回火温度为180-220℃并保温2小时，然后自然冷却。