CN108642383A - 一种窄淬透性工程机械链轨节用钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种窄淬透性工程机械链轨节用钢及其生产方法，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.34～0.36％、Si：0.25～0.31％、Mn：1.34～1.39％、P：≤0.025％、S：≤0.020％、Cr：0.22～0.25％、Al：0.02～0.04％、Ti：0.035～0.045％和B：0.002～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过采用特定质量百分比的化学成分使得具有高锰、低磷、高钛、微硼的特点，这样能够在保证钢材强度的同时改善加工性能，同时钢质更均匀、洁净度高，适用于窄淬透性加工轧制。

Description

一种窄淬透性工程机械链轨节用钢及其生产方法
技术领域
本发明属于合金钢材料领域，具体涉及一种窄淬透性工程机械链轨节用钢及其生产方法。
背景技术
工程机械用钢的钢种一般为高碳优质碳素结构钢和合金结构钢；工程机械用钢广泛应用于矿山开采和各类工程施工用的设备，如钻机、电铲、电动轮翻斗车、挖掘机、装载机、推土机、各类起重机及煤矿液压支架等机械设备。其主要结构件承受的是复杂多变的周期载荷，要求其构件材料具用高的屈服强度和疲劳强度、良好的冲击韧性、冷成型性和优良的淬透性。钢材热处理加工时的淬透带需要在狭小的范围内以满足性能的稳定性。传统的轨链节用钢由于成分波动大、冶炼工艺不稳定导致钢材淬透性波动严重，钢材在热处理过程后性能不稳定。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种窄淬透性工程机械链轨节用钢。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种窄淬透性工程机械链轨节用钢，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.34～0.36％、Si：0.25～0.31％、Mn：1.34～1.39％、P：≤0.025％、S：≤0.020％、Cr：0.22～0.25％、Al：0.02～0.04％、Ti：0.035～0.045％和B：0.002～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优化地，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.35％、Si：0.29～0.30％、Mn：1.37～1.38％、P：0.015～0.017％、S：0.001％、Cr：0.24％、Al：0.027～0.029％、Ti：0.041～0.043％和B：0.0025～0.0027％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优化地，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.35％、Si：0.29％、Mn：1.38％、P：0.017％、S：0.001％、Cr：0.24％、Al：0.029％、Ti：0.043％和B：0.0027％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的又一目的在于提供一种上述窄淬透性工程机械链轨节用钢的制备方法，它包括以下步骤：
(a)以铁水和废钢为原料进行转炉炼钢得钢水；所述钢水的出钢温度为1620～1680℃，所述钢水出钢时向每吨钢水中加入铝块1～2kg、石灰3～5kg、化渣剂3～4kg、硅锰9～10kg、高锰钢7～8kg、高铬钢2～3kg、低氮增碳剂1～2kg，并控制所述钢水中C的质量百分比含量为0.08～0.20％、P的质量百分比含量为0.001～0.020％和S的质量百分比含量为0.005～0.030％；
(b)对所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼包括使用辅料造白渣以对钢水进行脱氧，所述辅料添加量为每吨钢水加入石灰2～4kg、铝粒0.1～0.5kg和电石粒0.5～1.0kg；所述钢水进入LF炉的温度为1520～1570℃、出LF炉的温度为1630～1670℃；
(c)在高真空的条件下对钢水进行循环脱气以对所述钢水进行VD精炼，喂入硅钙线对钢水夹杂进行钙处理及微硼处理，随后进行钢水搅拌以吸附钢水夹杂；
(d)对步骤(c)所得钢水进行连铸得铸坯，所述连铸的过热度为15～40℃；
(e)将所述铸坯进行轧制成型即可。
优化地，步骤(b)中，所述LF精炼时间为20～40min，白渣保持时间为10～20min。
优化地，步骤(c)中，吸附钢水夹杂后对钢软吹氩气，所述软吹氩气时间为10～20min、流量强度为0.5～1.0NL/min/t
本发明的有益效果在于：本发明窄淬透性工程机械链轨节用钢，通过采用特定质量百分比的化学成分使得具有高锰、低磷、高钛、微硼的特点，这样能够在保证钢材强度的同时改善加工性能，同时钢质更均匀、洁净度高，适用于窄淬透性加工轧制；而该窄淬透性工程机械链轨节用钢的制备方法能够保证材料气体、夹杂物、力学性能等满足钢材高精度热处理加工要求，能够保证窄淬透性工程机械链轨节用钢的钢材质量，提高成材率和生产效率，而且节约了能源、降低了加工损耗，保护了环境，节约了用户生产成本。
具体实施方式
本发明窄淬透性工程机械链轨节用钢，其特征在于，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.34～0.36％、Si：0.25～0.31％、Mn：1.34～1.39％、P：≤0.025％、S：≤0.020％、Cr：0.22～0.25％、Al：0.02～0.04％、Ti：0.035～0.045％和B：0.002～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过采用特定质量百分比的化学成分使得具有高锰、低磷、高钛、微硼的特点，这样能够在保证钢材强度的同时改善加工性能，同时钢质更均匀、洁净度高，适用于窄淬透性加工轧制。上述窄淬透性工程机械链轨节用钢优选包括以下质量百分比的化学成分：C：0.35％、Si：0.29～0.30％、Mn：1.37～1.38％、P：0.015～0.017％、S：0.001％、Cr：0.24％、Al：0.027～0.029％、Ti：0.041～0.043％和B：0.0025～0.0027％，余量为Fe和不可避免的杂质；最优包括以下质量百分比的化学成分：C：0.35％、Si：0.29％、Mn：1.38％、P：0.017％、S：0.001％、Cr：0.24％、Al：0.029％、Ti：0.043％和B：0.0027％，余量为Fe和不可避免的杂质。
上述窄淬透性工程机械链轨节用钢的制备方法，它包括以下步骤：(a)以铁水和废钢为原料进行转炉炼钢得钢水；所述钢水的出钢温度为1620～1680℃，所述钢水出钢时向每吨钢水中加入铝块1～2kg、石灰3～5kg、化渣剂3～4kg、硅锰9～10kg、高锰钢7～8kg、高铬钢2～3kg、低氮增碳剂1～2kg，并控制所述钢水中C的质量百分比含量为0.08～0.20％、P的质量百分比含量为0.001～0.020％和S的质量百分比含量为0.005～0.030％；(b)对所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼包括使用辅料造白渣以对钢水进行脱氧，所述辅料添加量为每吨钢水加入石灰2～4kg、铝粒0.1～0.5kg和电石粒0.5～1.0kg；所述钢水进入LF炉的温度为1520～1570℃、出LF炉的温度为1630～1670℃；(c)在高真空的条件下对钢水进行循环脱气以对所述钢水进行VD精炼，喂入硅钙线对钢水夹杂进行钙处理及微硼处理，随后进行钢水搅拌以吸附钢水夹杂；(d)对步骤(c)所得钢水进行连铸得铸坯，所述连铸的过热度为15～40℃；(e)将所述铸坯进行轧制成型即可。这样能够保证材料气体、夹杂物、力学性能等满足钢材高精度热处理加工要求，能够保证窄淬透性工程机械链轨节用钢的钢材质量，提高成材率和生产效率，而且节约了能源、降低了加工损耗，保护了环境，节约了用户生产成本。步骤(b)中，所述LF精炼时间为20～40min，白渣保持时间为10～20min。步骤(c)中，吸附钢水夹杂后对钢软吹氩气，所述软吹氩气时间为10～20min、流量强度为0.5～1.0NL/min/t。
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：
实施例1-实施例5、对比例1-2
实施例1-实施例5、对比例1-2分别提供一种窄淬透性工程机械链轨节用钢，其化学成分如表1所示：
表1实施例1-实施例5、对比例1-2中窄淬透性工程机械链轨节用钢的化学成分表
含量(wt％) 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
C 0.34 0.36 0.35 0.35 0.35 0.37 0.32
Si 0.25 0.31 0.29 0.30 0.29 0.24 0.32
Mn 1.34 1.39 1.38 1.37 1.38 1.35 1.47
P 0.020 0.015 0.015 0.015 0.017 0.018 0.023
S 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.005 0.002
Cr 0.22 0.25 0.24 0.24 0.24 0.21 0.29
Al 0.02 0.04 0.027 0.028 0.029 0.020 0.033
Ti 0.035 0.045 0.041 0.043 0.043 0.038 0.049
B 0.003 0.002 0.0025 0.0025 0.0027 0.0019 0.0033
上述窄淬透性工程机械链轨节用钢通过以下方法制得，具体包括以下步骤：
(a)以铁水和废钢为原料进行转炉炼钢得钢水；钢水的出钢温度为1620～1680℃，钢水出钢时向每吨钢水中加入铝块1～2kg、石灰3～5kg、化渣剂3～4kg、硅锰钢9～10kg、高锰钢7～8kg、高铬钢2～3kg、低氮增碳剂1～2kg，并控制所述钢水中C的质量百分比含量为0.08～0.20％、P的质量百分比含量为0.001～0.020％和S的质量百分比含量为0.005～0.030％；
(b)对钢水进行LF精炼，LF精炼包括使用辅料造白渣以对钢水进行脱氧，辅料添加量为每吨钢水加入石灰2～4kg、铝粒0.1～0.5kg和电石粒0.5～1.0kg；钢水进入LF炉的温度为1520～1570℃、出LF炉的温度为1630～1670℃；LF精炼时间为20～40min，白渣保持时间为10～20min；(上述步骤中会对钢水进行成分检测，从而对应调整步骤(a)和步骤(b)中原料的加入量以获得对应实施例中的元素含量)；
(c)在高真空的条件下对钢水进行循环脱气以对钢水进行VD精炼，喂入硅钙线对钢水夹杂进行钙处理及微硼处理，随后进行钢水搅拌以吸附钢水夹杂；对钢软吹氩气，软吹氩气时间为10～20min、流量强度为0.5～1.0NL/min/t；
(d)对步骤(c)所得钢水进行连铸得铸坯，所述连铸的过热度为15～40℃；
(e)将所述铸坯进行轧制成型即可；具体性能见表2。
表2实施例1-实施例5、对比例1-2中窄淬透性工程机械链轨节用钢的物理性能表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
J1.5(HRC) 53 55 54 54 54 57 51
J8(HRC) 51 52 51.5 51.5 51.5 53 48
J19(HRC) 39 41 40 40 40 43 38
抗拉强度(MPa) 1157 1167 1164 1166 1159 1188 1109
屈服强度(MPa) 1036 1051 1040 1042 1045 1069 998
断后伸长率(％) 15 14 14.5 14.5 14.5 12.5 16.5
断后收缩率(％) 55 53 54 53 54 49 56
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种窄淬透性工程机械链轨节用钢，其特征在于，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.34～0.36％、Si：0.25～0.31％、Mn：1.34～1.39％、P：≤0.025％、S：≤0.020％、Cr：0.22～0.25％、Al：0.02～0.04％、Ti：0.035～0.045％和B：0.002～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的窄淬透性工程机械链轨节用钢，其特征在于，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.35％、Si：0.29～0.30％、Mn：1.37～1.38％、P：0.015～0.017％、S：0.001％、Cr：0.24％、Al：0.027～0.029％、Ti：0.041～0.043％和B：0.0025～0.0027％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的窄淬透性工程机械链轨节用钢，其特征在于，它包括以下质量百分比的化学成分：C：0.35％、Si：0.29％、Mn：1.38％、P：0.017％、S：0.001％、Cr：0.24％、Al：0.029％、Ti：0.043％和B：0.0027％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.权利要求1至3中任一所述窄淬透性工程机械链轨节用钢的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(a)以铁水和废钢为原料进行转炉炼钢得钢水；所述钢水的出钢温度为1620～1680℃，所述钢水出钢时向每吨钢水中加入铝块1～2kg、石灰3～5kg、化渣剂3～4kg、硅锰9～10kg、高锰钢7～8kg、高铬钢2～3kg、低氮增碳剂1～2kg，并控制所述钢水中C的质量百分比含量为0.08～0.20％、P的质量百分比含量为0.001～0.020％和S的质量百分比含量为0.005～0.030％；
(b)对所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼包括使用辅料造白渣以对钢水进行脱氧，所述辅料添加量为每吨钢水加入石灰2～4kg、铝粒0.1～0.5kg和电石粒0.5～1.0kg；所述钢水进入LF炉的温度为1520～1570℃、出LF炉的温度为1630～1670℃；
(c)在高真空的条件下对钢水进行循环脱气以对所述钢水进行VD精炼，喂入硅钙线对钢水夹杂进行钙处理及微硼处理，随后进行钢水搅拌以吸附钢水夹杂；
(d)对步骤(c)所得钢水进行连铸得铸坯，所述连铸的过热度为15～40℃；
(e)将所述铸坯进行轧制成型即可。
5.根据权利要求4所述窄淬透性工程机械链轨节用钢的制备方法，其特征在于：步骤(b)中，所述LF精炼时间为20～40min，白渣保持时间为10～20min。
6.根据权利要求4所述窄淬透性工程机械链轨节用钢的制备方法，其特征在于：步骤(c)中，吸附钢水夹杂后对钢软吹氩气，所述软吹氩气时间为10～20min、流量强度为0.5～1.0NL/min/t。
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