CN110315044B - 带状组织控制方法、齿轮钢及其配方 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及钢铁制造领域，具体而言，涉及一种齿轮钢的带状组织控制方法。一种齿轮钢的带状组织控制方法，包括：使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯；于1243~1255℃对铸坯扩散加热至铸坯的表面温度和心部温度均匀；于1089~1205℃对经过扩散加热后的铸坯进行下压率20‑30%轧制。通过控制连铸工艺、扩散加热工艺以及轧制工艺使得齿轮钢由表面到心部奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。该齿轮钢的心部以及表面能够形成组织均匀的铁素体，带状组织≤2.0级。

Description

带状组织控制方法、齿轮钢及其配方
技术领域
本申请涉及钢铁制造领域，具体而言，涉及一种齿轮钢的带状组织控制方法。
背景技术
带状组织使钢的力学性能具有方向性，使钢的横向塑韧性和断面收缩率降低。严重的带状组织增加了齿轮零件锻造加热、加工时的难度，导致齿轮热处理变形大，最终降低齿轮使用性能、疲劳强度，或导致齿轮零件报废。随着汽车齿轮的质量要求日益提高，对钢材的带状组织也要求更高，一些对齿轮钢性能要求高的厂家提出，钢材的带状组织不允许超过2级。
但是，目前对于一些硫含量较低的齿轮钢采用降低加工温度的方法控制带状组织，但是对于一些硫含量较高的齿轮钢带状组织的控制方法没有给出具体的控制方法。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种齿轮钢的带状组织控制方法，其旨在解决如何降低齿轮钢的带状组织的问题。
第一方面，本申请提供一种技术方案：
一种齿轮钢的带状组织控制方法，包括：
使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯；
对铸坯扩散加热至铸坯的表面温度和心部温度均匀，对铸坯扩散加热的温度为1225~1255℃；
对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%，对铸坯进行轧制的温度为1085~1205℃；
其中，钢水的成分包括：C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.90%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.35-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070-0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe。
该齿轮钢的成分配比中硫、磷等元素含量较高，连铸成坯时容易在凝固的过程中形成树枝状偏析，产生带状组织。本申请实施方式提供的带状组织控制方法通过使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯，能够控制铸坯表面至3/4半径位置的成分均匀性，改善圆钢表面至3/4半径的带状偏析。在1225~1255℃对铸坯扩散加热，能够使得铸坯心部温度与表面温度均匀，从而使得铸坯的成分可以得到进一步的均匀化。在1085~1205℃对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%，能够确保铸坯在高温轧制过程变形充分，心部的组织得到充分的奥氏体化及回复再结晶，从而使得铸坯由表面到心部奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。本申请实施方式提供的带状组织控制方法，能够形成组织均匀的铁素体，带状组织≤2.0级。
在本申请的其他实施例中，对铸坯扩散加热的温度为1242~1251℃。
在上述的温度范围内进行扩散加热，能够有效地提高铸坯的微观成分的均匀性。确保铸坯心部温度与表面温度均匀，成分可以得到进一步的均匀化。
在本申请的其他实施例中，对铸坯扩散加热的时间为373-406min。
在上述的时间范围内进行扩散加热，能够有效地提高铸坯的微观成分的均匀性。确保铸坯心部温度与表面温度均匀，成分可以得到进一步的均匀化。
在本申请的其他实施例中，对铸坯扩散加热的步骤包括：升温过程和加热过程；
升温过程和加热过程的总时间不少于540min。
保证总的加热时间，确保铸坯心部温度与表面温度均匀，成分可以得到进一步的均匀化。
在本申请的其他实施例中，对铸坯进行轧制的温度为1095~1195℃。
通过控制铸坯在轧制过程中的工艺参数，在高温轧制过程变形充分，心部的组织得到充分的奥氏体化及回复再结晶。能够使得铸坯的晶粒细化，使得奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。轧制结束后，形成组织均匀的铁素体、带状组织≤2.0级。
在本申请的其他实施例中，对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%的步骤包括：
对经过扩散加热后的铸坯进行轧制5-7次，单次下压率20-30%。
轧制5-7次，使得奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。
在本申请的其他实施例中，上述使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯的步骤包括：
使钢水在过热度20-30℃，以恒定的拉速通过结晶器，制得300-340mm断面的铸坯；
可选地，以恒定的拉速通过结晶器时的拉速为0.54-0.56m/min。在本申请的其他实施例中，上述结晶器的电磁搅拌参数为245 A/2.0Hz-255A/2.0Hz，且结晶器的末搅电磁搅拌参数为445A/5.0Hz -455A/5.0Hz。
通过将上述的结晶器内的电磁搅拌参数以及结晶器的末搅电磁搅拌参数控制在上述范围内，能够有效地改善铸坯的表面偏析。使得铸坯的表面形成稳定的奥氏体相。在上述的结晶器内的电磁搅拌参数以及结晶器的末搅电磁搅拌参数控制在上述范围内，能够改善圆钢表面至3/4半径的带状偏析。
第二方面，本申请提供一种技术方案：
一种齿轮钢，该齿轮钢的断面形状为圆钢；
齿轮钢中的铁素体带状组织≤2.0级；
齿轮钢的奥氏体晶粒度为8.0-8.5；
齿轮钢的1/2半径处的铁素体带状组织的宽度为34~42μm；
齿轮钢的心部位置处的铁素体带状组织的宽度为43~47μm；
其中，齿轮钢的成分包括：C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.90%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.35-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070-0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe。
本申请实施方式提供的齿轮钢，尽管配方中，硫、磷等元素含量较高，但是铁素体带状组织（1/2半径处、心部位置）稳定控制在≤2级。
第三方面，本申请提供一种技术方案：
一种齿轮钢的配方，包括：
C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.90%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.35-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070- 0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe。
该齿轮钢的配方，对于硫、磷等元素的含量要求不是很苛刻，成本低，便于加工制成。
进一步可选地，上述齿轮钢的配方包括：C：0.19-0.22%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.76-0.85%；Cr：1.10-1.20%；Mo：0.37-0.43%；P≤0.020%；S：0.018-0.028%；Al：0.015-0.025%；N:0.0080- 0.0120%；O≤0.0014%；余量为Fe。
本申请实施例提供的带状组织控制方法、齿轮钢及其配方的有益效果包括：
该齿轮钢的成分配比中硫、磷等元素含量较高，连铸成坯时容易在凝固的过程中形成树枝状偏析，产生带状组织，影响钢材的品质。采用本申请提供的带状组织控制方法，使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯，能够控制铸坯表面至3/4半径位置的成分均匀性，改善圆钢表面至3/4半径的带状偏析。通过于1225~1255℃对铸坯扩散加热，能够使得铸坯心部温度与表面温度均匀，从而使得铸坯的成分可以得到进一步的均匀化。通过于1085~1205℃对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%，能够确保铸坯在高温轧制过程变形充分，心部的组织得到充分的奥氏体化及回复再结晶，从而使得铸坯由表面到心部奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。该齿轮钢的心部以及表面能够形成组织均匀的铁素体，带状组织≤2.0级。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的齿轮钢的碳偏析示意图；
图2为本申请实施例2提供的齿轮钢的碳偏析示意图；
图3为对比例1提供的齿轮钢的碳偏析示意图；
图4为本申请实施例1提供的齿轮钢的带状组织金相图（其中，左边为1/2半径处的带状组织；右边为心部位置的带状组织）；
图5为对比例2提供的齿轮钢的带状组织金相图（其中，左边为1/2半径处的带状组织；右边为心部位置的带状组织）。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实施例提供了一种带状组织控制方法，包括：
使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯；
对铸坯扩散加热至铸坯的表面温度和心部温度均匀，对铸坯扩散加热的温度为1225~1255℃；
对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%，对铸坯进行轧制的温度为1085~1205℃；
其中，钢水的成分包括：C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.90%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.35-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070-0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe。
该齿轮钢的成分配比中硫磷等杂质含量较高，连铸成坯时容易在凝固的过程中形成树枝状偏析，产生带状组织，影响钢材的品质。
本申请实施方式提供的带状组织控制方法通过使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯，能够控制铸坯表面至3/4半径位置的成分均匀性，改善圆钢表面至3/4半径的带状偏析。通过于1225~1255℃对铸坯扩散加热，能够使得铸坯心部温度与表面温度均匀，从而使得铸坯的成分可以得到进一步的均匀化。通过于1085~1205℃对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%，能够确保铸坯在高温轧制过程变形充分，心部的组织得到充分的奥氏体化及回复再结晶，从而使得铸坯由表面到心部奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。本申请实施方式提供的带状组织控制方法，能够形成组织均匀的铁素体，带状组织≤2.0级。
在本申请一些实施方式中，该带状组织控制方法包括：
S1、使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯。
进一步地，使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯的步骤包括：
使钢水在过热度20-30℃，以恒定的拉速通过结晶器，制得300-340mm断面的铸坯。
进一步可选地，使钢水在过热度22-28℃，以恒定的拉速通过结晶器，制得310-330mm断面的铸坯。
进一步可选地，使钢水在过热度24-26℃，以恒定的拉速通过结晶器，制得320mm断面的铸坯。
示例性地，钢水过热度选择23℃、24℃、25℃、26℃、27℃或者29℃等。
进一步地，钢水通过结晶器时以恒定的温度通过结晶器，使得钢水缓慢稳定地凝固结晶。
进一步可选地，结晶器的电磁搅拌参数为245A/2.0Hz -255A/2.0Hz，且结晶器的末搅电磁搅拌参数为445A/5.0Hz -455A/5.0Hz。
通过将上述的结晶器内的电磁搅拌参数以及结晶器的末搅电磁搅拌参数控制在上述范围内，能够有效地改善铸坯的表面偏析。使得铸坯的表面形成稳定的奥氏体相。在上述的结晶器内的电磁搅拌参数以及结晶器的末搅电磁搅拌参数控制在上述范围内，能够改善圆钢表面至3/4半径的带状偏析。
进一步可选地，结晶器的电磁搅拌参数为246-253A/2.0Hz，且结晶器的末搅电磁搅拌参数为447-452A/5.0Hz。
示例性地，结晶器的电磁搅拌参数选择247 A /2.0 Hz、248 A /2.0 Hz、249 A /2.0Hz、251 A /2.0Hz或者252 A /2.0Hz等。结晶器的末搅电磁搅拌参数选择447 A /5.0Hz、448 A /5.0Hz、449 A /5.0Hz、450 A /5.0Hz或者451 A /5.0Hz等。进一步可选地，结晶器的电磁搅拌参数为250A/2.0Hz，且结晶器的末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
进一步地，前述以恒定的拉速通过结晶器时的拉速为0.54-0.56m/min。
进一步可选地，前述以恒定的拉速通过结晶器时的拉速为0.55m/min。
在上述的拉速范围内，能够使得钢水缓慢稳定地凝固结晶。
S2、对铸坯扩散加热至铸坯的表面温度和心部温度均匀，对铸坯扩散加热的温度为1225~1255℃。通过对铸坯于1225~1255℃扩散加热，能够有效地提高铸坯的微观成分的均匀性。确保铸坯心部温度与表面温度均匀，成分可以得到进一步的均匀化。
进一步地，对铸坯扩散加热的温度为1242~1251℃。
进一步可选地，对铸坯扩散加热的温度为1245~1250℃。
示例性地，对铸坯扩散加热的温度选择1226℃、1227℃、1228℃、1229℃、1230℃、1231℃、1232℃、1233℃、1234℃、1235℃、1236℃、1237℃、1238℃、1239℃、1240℃、1241℃、1242℃、1243℃、1244℃、1245℃、1246℃、1247℃、1248℃、1249℃、1253℃或者1254℃等。
进一步地，对铸坯扩散加热的时间为373-406min。
在上述的扩散加热的时间范围内，能够保证铸坯扩散加热至铸坯的表面温度和心部温度均匀。
进一步可选地，对铸坯扩散加热的时间为375-400min。
示例性地，对铸坯扩散加热的时间为376 min、377 min、378min、379min、380min、381min、382min、383min、384min、385 min、386min、387min、388min、389min、391min、392min、393min、394min、395min、396min、397min、398min或者399min等。
进一步地，对铸坯扩散加热的步骤包括：升温过程和加热过程；
升温过程和加热过程的总时间不少于540min。
通过将对铸坯的扩散加热时间控制在上述的温度范围内，能够有效保证铸坯心部的温度与铸坯表面的温度均匀，进而使得整个铸坯的成分均匀化，降低带状组织的宽度。
S3、对经过扩散加热后的铸坯进行轧制至下压率20-30%，对铸坯进行轧制的温度为1085~1205℃。
通过控制铸坯在轧制过程中的工艺参数，在高温轧制过程变形充分，心部的组织得到充分的奥氏体化及回复再结晶。能够使得铸坯的晶粒细化，使得奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。轧制结束后，形成组织均匀的铁素体、带状组织≤2.0级。
进一步可选地，对铸坯进行轧制的温度为1095~1195℃。
上述对铸坯进行轧制的过程中，采用高温粗轧制的方式，有效地使得铸坯的晶粒细化。
进一步地，于1095~1195℃对经过扩散加热后的铸坯进行轧制时，轧制5-7道。
进一步可选地，于1095~1195℃对经过扩散加热后的铸坯进行轧制时，轧制6道。
示例性地，对经过扩散加热后的铸坯进行轧制的温度选择1090℃、1094℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃或者1200℃等。在上述的轧制道次范围内，能够有效地保证铸坯由表面到心部奥氏体充分变形、均匀化，形成细小、均匀的奥氏体晶粒。轧制结束后，形成组织均匀的铁素体、带状组织≤2.0级。
本申请实施方式提供的带状组织控制方法通过控制连铸阶段的工艺参数、对铸坯进行扩散并控制扩散加热的参数以及控制铸坯轧制阶段的工艺参数，使得改善铸坯表明和心部的成分均匀性，从而改善圆钢心部的偏析。并最终保证圆钢从表面至心部的成分均匀、一致性，从而将圆钢带状组织（1/2半径处、心部位置）稳定控制在≤2级。
本申请的一些实施方式还提供一种齿轮钢，该齿轮钢的形状为圆钢。
齿轮钢中的铁素体带状组织≤2.0级，即齿轮钢的1/2半径处的铁素体带状组织和齿轮钢的心部位置处的铁素体带状组织均≤2.0级。
齿轮钢的1/2半径处的铁素体带状组织的宽度为34~42μm；
齿轮钢的心部位置处的铁素体带状组织的宽度为43~47μm；
其中，齿轮钢的成分包括：C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.90%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.35-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070-0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe。
进一步可选地，上述的齿轮钢中的铁素体带状组织为1.5级；
齿轮钢的1/2半径处的带状组织中的铁素体带状组织为1.5级；
齿轮钢的心部位置处的带状组织中的铁素体带状组织为1.5级。
进一步可选地，齿轮钢的1/2半径处的铁素体带状组织的宽度为38~40 μm；
齿轮钢的心部位置处的铁素体带状组织的宽度为44~45μm。
进一步可选地，上述的齿轮钢的成分包括：C：0.19-0.22%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.76-0.85%；Cr：1.10-1.20%；Mo：0.37-0.43%；P≤0.020%；S：0.018-0.028%；Al：0.015-0.025%；N:0.0080- 0.0120%；O≤0.0014%，余量为Fe。
进一步可选地，上述的齿轮钢的奥氏体晶粒度为8.0-8.5。
进一步可选地，上述的齿轮钢的奥氏体晶粒度为8.1-8.4。
本申请实施方式提供的齿轮钢，尽管配方中，硫磷等杂质含量较高，但是铁素体带状组织（1/2半径处、心部位置）稳定控制在≤2级。
本申请的一些实施方式还提供一种齿轮钢的配方，包括：
C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.90%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.35-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070- 0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe。
进一步可选地，该齿轮钢的配方，包括：
C：0.19-0.22%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.76-0.85%；Cr：1.10-1.20%；Mo：0.37-0.43%；P≤0.020%；S：0.018-0.028%；Al：0.015-0.025%；N:0.0080- 0.0120%；O≤0.0014%；余量为Fe。
该齿轮钢的配方，对于硫、磷等杂质的含量要求不是很苛刻，成本低，便于加工制成。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供的一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.22%；Si :0.25%；Mn：0.82%；Cr：1.22%；Mo：0.38%；P: 0.013；S：0.020；Al：0.015%；N: 82ppm；O: 11ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在23℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1251℃，高温段时间373min，加热总时间586min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1203-1100℃，轧制6道，单道次压下率20-30%。
实施例2
本实施例提供的一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.20%；Si：0.23%；Mn：0.85%；Cr：1.16%；Mo：0.42%；P：0.014%；S：0.018%；Al：0.021%；N:94ppm；O：8ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在25℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1249℃，高温段时间394min，加热总时间592min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1195-1089℃，轧制6道，单道次压下率20-30%。
实施例3
本实施例提供的一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.19%；Si：0.24%；Mn：0.89%；Cr：1.18%；Mo：0.41%；P：0.011%；S：0.025%；Al：0.018%；N：103ppm；O：14 ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在21℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1243℃，高温段时间406min，加热总时间579min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1194-1095℃，轧制6道，单道次压下率20-30%。
对比例1
提供一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.21%；Si：0.27%；Mn：0.82%；Cr：1.19%；Mo：0.40%；P：0.010%；S：0.023%；Al：0.021%；N：112 ppm；O：12 ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在20℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1220℃，高温段时间83min，加热总时间216min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1173-1020℃，轧制9道，单道次压下率11-14%。
对比例2
提供一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.21%；Si：0.25%；Mn：0.86%；Cr：1.24%；Mo：0.42%；P：0.011%；S：0.022%；Al：0.025%；N：97 ppm；O：9 ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在23℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1213℃，高温段时间65min，加热总时间178min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1154-996℃，轧制9道，单道次压下率11-14%。
对比例3
提供一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.22%；Si :0.25%；Mn：0.82%；Cr：1.22%；Mo：0.38%；P: 0.013；S：0.020；Al：0.015%；N: 82ppm；O: 11ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在21℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1200℃，高温段时间76min，加热总时间188min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1050-1000℃，轧制9道，单道次压下率11-14%。
对比例4
提供一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.22%；Si :0.25%；Mn：0.82%；Cr：1.22%；Mo：0.38%；P: 0.013；S：0.020；Al：0.015%；N: 82ppm；O: 11ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在23℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1251℃，高温段时间373min，加热总时间586min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1050-1000℃，轧制9道，单道次压下率11-14%。
对比例5
提供一种齿轮钢，其成分配方包括：
C：0.22%；Si :0.25%；Mn：0.82%；Cr：1.22%；Mo：0.38%；P: 0.013；S：0.020；Al：0.015%；N: 82ppm；O: 11ppm，余量为Fe。
连铸工艺控制：320mm断面铸坯连铸过程，采取恒温恒拉速控制，钢水过热度控制在23℃，拉速0.55m/min，结晶器电磁搅拌参数控制为250A/2.0Hz，末搅电磁搅拌参数为450A/5.0Hz。
铸坯扩散加热控制：铸坯高温段温度1200℃，高温段时间86min，加热总时间209min。
铸坯轧制控制：粗轧轧制温度1153-1100℃，轧制6道，单道次压下率20-30%。
对实施例1-3提供的齿轮钢以及对比例1-5提供的齿轮钢的性能进行考察。
实验例1
考察实施例1和2提供的齿轮钢以及对比例1提供的齿轮钢的碳偏析情况。其中，碳偏析是指整个圆钢截面的碳含量极差，即碳偏析=最大碳含量-最小碳含量。碳偏析越大表明齿轮钢内部组织均匀性越差；碳偏析越小表明齿轮钢内部组织均匀性越好。
实验结果如图1-3所示。
其中，图1为实施例1提供的齿轮钢的碳偏析结果，图中纵坐标为碳含量，单位为百分比（%）。图2为实施例2提供的齿轮钢的碳偏析结果，图中纵坐标为碳含量，单位为百分比（%）。图3为对比例1提供的齿轮钢的碳偏析结果，图中纵坐标为碳含量，单位为百分比（%）。从图中可以看出，本申请实施例1和2提供的齿轮钢在近表面时，碳含量最低，从齿轮钢的表面向齿轮钢的内部碳含量逐渐升高，齿轮钢的3/4半径处碳含量达到最高，但是在齿轮钢的心部位置碳含量显著下降，低于齿轮钢的3/4半径处的碳含量。由此说明本申请实施例提供的齿轮钢有效地降低了齿轮钢心部的碳偏析，使得齿轮钢的表面和内部组织更加均匀，进而有效地降低了带状组织。进一步地，由上图还可以看出，本申请实施例1和2提供的齿轮钢心部的最大碳含量低于0.23，对比例1的齿轮钢的心部的最大碳含量将近达到了0.245，而本申请实施例1和2提供的齿轮钢以及对比例1提供的齿轮钢的最低碳含量均接近0.2，因此本申请实施例1和2提供的齿轮钢的碳含量极差远远小于对比例1提供的齿轮钢的碳含量极差，由此也说明本申请实施例提供的齿轮钢的内部组织均匀性更好。
需要说明的是，实施例3提供的碳偏析情况与实施例1和2类似，都能够有效地提高齿轮钢组织均匀性。
实验例2
考察实施例1提供的齿轮钢以及对比例提供的齿轮钢的金相图。
结果如图4和5，其中图4示出了本申请实施例1提供的齿轮钢的金相图，图5示出了对比例2提供的齿轮钢的金相图。从图中可以看出，相对于对比文件2，本申请实施例1提供的齿轮钢的1/2半径处的带状组织以及心部的带状组织明显降低。由此也说明本申请实施例1提供的齿轮钢有效地降低了带状组织，尤其是极大地降低了齿轮钢心部的带状组织。
需要说明的是，本申请实施例2和3的金相图均与实施例1的金相图相似，均能够有效地降低齿轮钢的1/2半径处的带状组织以及齿轮钢心部的带状组织。
实验例3
根据标准GB/T 13298制好带状组织试样，按照GB/T 13299检测实施例1-3提供的齿轮钢以及对比例1-5提供的齿轮钢的带状组织级别。
结果见下表。
序号 圆钢规格/mm 奥氏体晶粒度 1/2半径带状组织 心部位置带状组织
实施例1 120 8.0 1.5级，铁素体带宽38μm 1.5级，铁素体带宽47μm
实施例2 150 8.5 1.5级，铁素体带宽34μm 1.5级，铁素体带宽45μm
实施例3 70 8.0 1.5级，铁素体带宽42μm 1.5级，铁素体带宽43μm
对比例1 75 7.5 1.5级，铁素体带宽35μm 2.5级，铁素体带宽65mm
对比例2 110 8.0 1.5级，铁素体带宽42μm 2.5级，铁素体带宽59mm
对比例3 120 8.0 1.5级，铁素体带宽43μm 2.5级，铁素体带宽64mm
对比例4 120 8.0 1.5级，铁素体带宽42μm 2.0级，铁素体带宽53mm
对比例5 120 8.0 1.5级，铁素体带宽42μm 2.5级，铁素体带宽55mm
由上表可以看出，本申请实施例1-3提供的齿轮钢从表面至心部的成分均匀、一致性高。齿轮钢的1/2半径处的带状组织均为1.5级，齿轮钢的心部位置的带状组织均为1.5级，均低于2级。而对比例1-5心部位置的铁素体带宽均在50mm以上，铁素体带宽过宽，且对比例1-5的带状组织均在2级以上，无法满足要求。进一步地，对比例4中工艺参数基本与实施例1相同，所不同之处在于铸坯轧制控制时的工艺参数不同，但是对比例4提供的齿轮钢心部位置的铁素体带宽过宽，无法满足要求。进一步地，对比例5中工艺参数基本与实施例1相同，所不同之处在于铸坯扩散加热控制时的工艺参数不同，但是对比例5提供的齿轮钢心部位置的铁素体带宽过宽，无法满足要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种齿轮钢的带状组织控制方法，其特征在于，包括：
使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯；
对所述铸坯扩散加热至所述铸坯的表面温度和心部温度均匀，对所述铸坯扩散加热的温度为1243~1255℃；
对经过扩散加热后的所述铸坯进行轧制至下压率20-30%，对所述铸坯进行轧制的温度为1089~1205℃；
其中，所述钢水的成分包括：C：0.18-0.23%；Si：0.17-0.35%；Mn：0.75-0.85%；Cr：1.00-1.30%；Mo：0.37-0.45%；P≤0.030%；S：0.017-0.030%；Al：0.010-0.030%；N:0.0070-0.0140%；O≤0.0015%；余量为Fe；所述结晶器的电磁搅拌参数为245 A/2.0Hz -255A/2.0Hz，且所述结晶器的末搅电磁搅拌参数为445 A/5.0Hz -455A/5.0Hz，所述齿轮钢中的铁素体带状组织≤2.0级；
所述齿轮钢的奥氏体晶粒度为8.0-8.5；
所述齿轮钢的1/2半径处的铁素体带状组织的宽度为34~42μm；
所述齿轮钢的心部位置处的铁素体带状组织的宽度为43~47μm。
2.根据权利要求1所述的带状组织控制方法，其特征在于：
对所述铸坯扩散加热的时间为373-406min。
3.根据权利要求2所述的带状组织控制方法，其特征在于：
所述对所述铸坯扩散加热的步骤包括：升温过程和加热过程；
所述升温过程和所述加热过程的总时间不少于540min。
4.根据权利要求1所述的带状组织控制方法，其特征在于：
对所述铸坯进行轧制的温度为1095~1195℃。
5.根据权利要求4所述的带状组织控制方法，其特征在于：
所述对经过扩散加热后的所述铸坯进行轧制至下压率20-30%的步骤包括：
对经过扩散加热后的所述铸坯进行轧制5-7次，单次下压率20-30%。
6.根据权利要求1所述的带状组织控制方法，其特征在于：
所述使钢水以恒定的拉速通过结晶器连铸成铸坯的步骤包括：
使钢水在过热度20-30℃，以恒定的拉速通过结晶器，制得300-340mm断面的铸坯。
7.根据权利要求6所述的带状组织控制方法，其特征在于：以恒定的拉速通过结晶器时的拉速为0.54-0.56m/min。
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