CN112899572A - 一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法 - Google Patents

一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112899572A
CN112899572A CN202110071554.0A CN202110071554A CN112899572A CN 112899572 A CN112899572 A CN 112899572A CN 202110071554 A CN202110071554 A CN 202110071554A CN 112899572 A CN112899572 A CN 112899572A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
equal
rolling
qglz
quenched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110071554.0A
Other languages
English (en)
Inventor
杨国
王海龙
梅国俊
苗红生
张振民
宋孟军
王芝林
赵海东
鲜奋强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XINING SPECIAL STEEL CO Ltd
Qinghai Xigang Special Steel Technology Development Co ltd
Original Assignee
XINING SPECIAL STEEL CO Ltd
Qinghai Xigang Special Steel Technology Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XINING SPECIAL STEEL CO Ltd, Qinghai Xigang Special Steel Technology Development Co ltd filed Critical XINING SPECIAL STEEL CO Ltd
Priority to CN202110071554.0A priority Critical patent/CN112899572A/zh
Publication of CN112899572A publication Critical patent/CN112899572A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明提供了一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ‑X钢及生产方法；由以下各组分组成：C 0.34～0.38％，Si 0.40～0.50％，Mn 1.30～1.40％，Cr 0.10～0.20％，Al0.015～0.025％，V 0.08～0.12％，Nb 0.02～0.03％，N 0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％，其余为Fe。本发明还涉及高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ‑X钢的生产方法。本发明采用电炉冶炼、LF精炼+VD真空脱气处理，轧制过程控轧控冷，获得了洁净度高，组织均匀性好，晶粒细小均匀的高质量钢材，完全满足注塑机哥林柱要求。本发明所涉及的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ‑X钢及其生产方法，采用V、Nb、N微合金化成分设计，高洁净度冶炼控制，轧制过程控轧控冷，钢材强韧性明显提升，从而代替调质用42CrMoA钢，降低了生产成本，有效提高了经济效益。

Description

一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及生产方法
技术领域
本发明属于金属材料技术领域；尤其涉及一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及生产方法。
背景技术
随着我国节能环保提出的新要求，非调质钢得到了快速发展，非调质钢不但节约了调质处理的能源消耗，保证了钢材的力学性能，还大大地降低了生产成本，缩短了生产周期，应用非调质钢可节省零件制造能耗的30％—40％，所以非调质钢应用越来越广泛。国内对注塑机哥林柱产品需求越来越大，该产品材料要求较高的强度、良好的韧性，而且要求严格的弯曲度控制，因此研制和生产都有一定的难度。
现有技术，目前主要用于制造注塑机哥林柱主要材料是42CrMoA钢、40Cr钢等调质材料，这些钢生产时需要求调质处理，存在能耗高、加工周期长、调质后弯曲度加重的问题，严重制约该类产品生产成本及加工质量；另外，市场上开发出一些塑机哥林柱用非调质钢，但是存在强韧性不匹配，冲击韧性不能满足产品要求的问题。
为解决现有材料生产能耗高、成本高、生产周期长及力学性能不足的问题，需要设计开发及研制生产出一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，实现产品加工性能好，强韧性高、生产简易，实物质量达到国际先进水平，改善塑机哥林柱用材料现状。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术存在的材料能耗高、加工周期长、调质后弯曲度加重及强韧性不足的问题，本发明提供了一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法。本发明根据对材料高强度、高韧性、高可靠性的要求，设计了碳、硅、锰、铬合理配比，采用钒、铌、氮微合金化技术及轧制过程控轧控冷技术，保证了本发明制备的高性能非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢具有优良的力学性能，提高了强度及韧性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明涉及一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢，由以下各组分组成：C0.34～0.38％，Si0.40～0.50％，Mn1.30～1.40％，Cr0.10～0.20％，Al0.015～0.025％，V0.08～0.12％，Nb0.02～0.03％，N0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％，其余为Fe。所述QGLZ-X钢的性能参数为：抗拉强度Rm≥850Mpa，屈服强度Rel≥560Mpa，断后伸长率A≥16％，断面收缩率Z≥40％，冲击功AKV≥42J。
本发明所涉及的QGLZ-X钢属于低合金化的铁素体+珠光体型非调质钢，各成分的设计原理：
1)C是钢中的重要元素，随之C含量的增加，钢的强度和硬度随之增加，但带来塑性、韧性下降的不利影响，C是最为有效、成本最低的提高钢材强度的元素，C与钢中的V、Cr等形成碳化物，强化钢材基体，提高钢材强度，但考虑钢材冲击韧性，C含量应不超过0.40％。
2)Si是炼钢过程中重要的还原剂和脱氧剂，另外Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但含硅量超过3％时，将显著降低钢的塑性和韧性，因为硅与氧的结合能力比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和融化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊接质量，所以Si含量应不超过0.6％。
3)Mn可细化珠光体组织，显著提高珠光体钢的强度，所以能提高钢材强度，且能与Fe无限固溶，在提高钢材强度的同时，对塑性的影响相对较小。但随着Mn含量的增加，钢材的过热敏感性和回火脆性倾向增加；另外，由于Mn含量大幅增加奥氏体稳定性，Mn超过1.5％时，易于在钢中形成贝氏体，所以珠光体+铁素体钢中Mn含量应控制在1.5％以下。
4)V与C、N、O有极强的亲和力，与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳氮化物的形式存在，其主要作用是细化钢的组织和晶粒，能够提高钢的强度及韧性，但是V的价格较高，为了节约成本，钢中含量应控制在0.1％左右。
5)N与C类似，也是间隙原子，与铬、铝、钒、钛、铌等元素可化合成极稳定的氮化物，成为钢材硬化和强化元素，含氮非调质钢中，在轧制冷却过程中，由于析出超显微氮化物，可发生沉淀强化。在强度和硬度提高的同时，过量的氮会使钢的韧性下降，缺口敏感性增加，所以应保证合理的氮含量控制范围。
6)Nb是碳化物、氮化物及碳氮化物形成元素，Nb形成的碳氮化物在轧钢时可以钉扎晶界，组织晶粒长大，具有细化晶粒作用。
第二方面，本发明还涉及前述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，所述方法包括以下步骤：Consteel电炉初炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸浇注、轧制及控轧控冷。
本发明所涉及的生产方法的原理为：
(1)采用低P及洁净度控制：电炉熔化期1520-1550℃造渣，利用脱P反应在较低温度下有利于向正反应方向进行的有利时机进行有效脱P，防止过氧化，保证电炉出钢终点C≥0.1％；采用VD脱气、弱氩搅拌工艺，降低钢中的气体含量及有效去除钢中非金属杂物，使钢水达到高洁净要求。
(2)采用轧制过程控轧空冷技术：非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢属于铁素体+珠光体非调质钢，通过控制轧制过程温度控制及轧后冷却控制，获得晶粒细小均值、铁素体量占比适当的轧后组织以此代替调质处理才能达到调质钢回火索氏体组织的力学性能。
优选地，所述Consteel电炉初炼的具体步骤为：
(1)装炉：采用铁水和废钢，装炉量控制50-80吨，其中铁水占比控制70-90％，废钢量控制在10-30％；
(2)熔化：1500-1550℃造渣，利用脱P反应在较低温度下有利于向正反应方向进行的有利时机进行有效脱P；待全熔后，温度≥1550℃，开始氧化，供氧流量控制在2000～3500NM3/h，脱碳量≥1.2％，铁矿石的加入时机根据炉内温度情况而定，总量控制在8～12Kg/t；
(3)出钢：电炉出钢温度1620～1660℃，采用偏心底电炉出钢、留钢留渣操作，禁止下氧化渣，出钢量控制在64～68吨，出钢过程进行大包合金化，且电炉出钢时大包脱氧剂及合金加入顺序为：铝锭或钢芯铝→复合脱氧剂、预熔渣粉→合金→石灰；合金为中锰、硅铁；获得的初炼钢水中合金含量为：Si0.30～0.40％，Mn1.20～1.30％，Al0.020-0.035％。
优选地，所述LF精炼具体为：
(1)入LF精炼：工位钢液温度≥1500℃，给电前氩气流量400-800NL/min，搅拌2-3min；氩气流量为200-400NL/min；电升温至1550℃以上，分2-3批次补加合金及渣料；所述渣料为CaO50-100kg、萤石0-50kg，LF精炼渣系控制目标：CaO：50％-55％，SiO2：12％-18％，MgO：4％-8％，Al2O3：18％-23％，碱度控制目标：3.0-4.0；
(2)LF精炼过程：入LF精炼工位时Al含量为0.020-0.035％；如Al含量不在0.020-0.035％之间，则在LF精炼前期按0.030％目标一次喂Al，精炼后期不允许喂Al；
(3)LF精炼过程调渣：根据钢中硫含量、渣况采用扩散脱氧加入SiC粉或C粉调渣；渣变白后，少量、多批次加入SiC粉、C粉，且加入总量应控制在1.0-2.0kg/t，白渣精炼时间≥40分钟；LF精炼后取样分析化学成分，合金化学成分达以下标准：C0.34～0.38％，Si0.40～0.50％，Mn1.30～1.40％，Cr0.10～0.20％，Al0.015～0.025％，V0.08～0.12％，Nb0.02～0.03％，N0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％；温度1600-1640℃时，进入VD真空脱气工位；
优选地，所述VD真空脱气具体为：
将所述LF精炼后的钢水包开入VD炉工位按以下条件进行真空脱气：粗真空时氩气流量50-100NL/min，极真空时氩气流量50-150NL/min；蒸汽压力≥0.95Mpa，蒸汽温度≥180℃，水温≤30℃；极真空保持时间≥18分钟；VD后赫里氏在线定氢仪测定H≤1.5ppm；其中，粗真空是指真空度>26660Pa的情况，极真空是指真空度≤67Pa乇的情况。
优选地，所述连铸浇注具体为：
将所述VD真空脱气后的钢包驶入LF炉工位升温，待钢液温度在1545～1565℃时，吊包入连铸机进行连铸浇注连铸坯，得到以下标准的内部质量高，高洁净度及高均匀性的高品质钢标准要求的半成品铸坯；且所述高品质钢标准要求为：低倍组织：中心疏松、一般疏松、方框偏析均≤1.0级，非金属夹杂物：A类、B类≤1.0级。
优选地，所述轧制及控轧控冷具体为：
采用尺寸为250mm×280mm的连铸坯轧制成规格φ65mm钢材；
其中，在加热过程的工艺参数按以下标准进行控制：加热1段温度1100～1170℃；加热2段温度1170～1200℃；均热段温度1140～1170℃；总加热时间≥4h，高温扩散时间≥2h。
所述控轧控冷按着以下标准控制：粗轧开轧温度≥970℃；8架轧机开轧温度控制：脱头区进行晾钢，中轧开轧温度控制930-950℃；轧制过程采用水环冷却，轧后采用1号、2号水箱穿水处理，穿水后返红温度控制650～700℃，下冷床后入坑保温。
本发明具有以下优点：
(1)本发明所涉及的一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，通过采用V、Nb、N复合微合金化成分设计及轧制过程控轧控冷措施，保证了QGLZ-X钢优良的以下力学性能：抗拉强度＝883MPa、屈服强度＝647MPa、断后伸长率＝20％、断面收缩率＝47％、冲击功＝60J。
(2)本发明所涉及的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，采用电炉冶炼、LF精炼+VD真空脱气处理，轧制过程控轧控冷，获得了洁净度高，组织均匀性好，晶粒细小均匀的高质量钢材，完全满足注塑机哥林柱要求。
(3)本发明所涉及的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，采用V、Nb、N微合金化成分设计，高洁净度冶炼控制，轧制过程控轧控冷，钢材强韧性明显提升，从而代替调质用42CrMoA钢，降低了生产成本，有效提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明制方法制备得到的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢W36、的显微组织结构图。
图2为本发明制方法制备得到的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢W37的显微组织结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是，以下的实施实例只是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1
本实施例涉及一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，包括电炉初炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸浇注、轧制及控轧控冷、六个步骤，具体为：
(1)电炉初炼
装炉，采用铁水+废钢，装炉量控制50-80吨，其中铁水占比控制70-90％，废钢量控制在10-30％。
熔化期，采用1500-1550℃造渣，利用脱P反应在较低温度下有利于向正反应方向进行的有利时机进行有效脱P；全熔后温度≥1550℃，开始氧化，供氧流量控制在2000～3500NM3/h、脱碳量≥1.2％，铁矿石的加入时机根据炉内温度情况而定，总量控制在8～12Kg/t；
出钢期，电炉出钢温度1620～1660℃，采用偏心底电炉出钢、留钢留渣操作，禁止下氧化渣，出钢量控制在64～68吨，出钢过程进行大包合金化，且电炉出钢时大包脱氧剂及合金加入顺序为：铝锭或钢芯铝→复合脱氧剂、预熔渣粉→合金→石灰；所述合金类别为中锰、硅铁，且获得的初炼钢水中合金含量要达到：Si0.30～0.40％，Mn1.20～1.30％，Al0.020-0.035％。
(2)LF精炼
入LF精炼工位钢液温度≥1500℃，给电前氩气流量400-800NL/min，搅拌2-3min，所述LF精炼过程控制氩气流量为200-400NL/min；入LF工位及时送电升温至1550℃以上，分2-3批次补加合金及渣料；所述渣料为CaO50-100kg、萤石0-50kg，精炼渣系控制目标：CaO：50％-55％，SiO2：12％-18％，MgO：4％-8％，Al2O3：18％-23％，碱度控制目标：3.0-4.0。
LF精炼过程铝控制：入LF精炼工位时要求Al含量为0.020-0.035％；如Al含量不在0.020-0.035％之间，则在LF精炼前期按0.030％目标一次喂Al，精炼后期不允许喂Al。
LF精炼过程调渣：可根据钢中硫含量、渣况采用扩散脱氧加入SiC粉或C粉调渣；渣变白后，少量、多批次加入SiC粉、C粉，且加入总量应控制在1.0-2.0kg/t，白渣精炼时间≥40分钟。LF精炼后取样分析化学成分，合金化学成分达到控制目标要求、温度1600-1640℃时进入VD真空脱气工位；
所述合金化学成分控制目标要求为C0.34～0.38％，Si0.40～0.50％，Mn1.30～1.40％，Cr0.10～0.20％，Al0.015～0.025％，V0.08～0.12％，Nb0.02～0.03％，N0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％。
(3)VD真空脱气
将LF炉精炼后的钢水包开入VD炉工位进行真空脱气，且所述真空脱气过程控制以下条件：粗真空时氩气流量50-100NL/min，极真空时氩气流量50-150NL/min；蒸汽压力≥0.95Mpa，蒸汽温度≥180℃，水温≤30℃；极真空保持时间≥18分钟；VD后赫里氏在线定氢仪测定H≤1.5ppm；
所述粗真空是指真空度>26660Pa的情况，所述极真空是指真空度≤67Pa乇的情况；
(4)连铸浇注
真空脱气后钢包驶入LF炉工位升温，待钢液温度在1545～1565℃时，吊包入连铸机进行连铸浇注连铸坯，得到内部质量高，高洁净度及高均匀性的高品质钢标准要求的半成品铸坯；且所述高品质钢标准要求为：低倍组织：中心疏松、一般疏松、方框偏析均≤1.0级，非金属夹杂物：A类、B类≤1.0级。
(5)轧制及控轧控冷
采用尺寸250mm×280mm连铸坯轧制成规格φ65mm钢材。
加热过程控制：加热1段温度1100～1170℃，加热2段温度1170～1200℃，均热段温度1140～1170℃；总加热时间≥4h，高温扩散时间≥2h。
控轧控冷：粗轧开轧温度≥970℃；8架轧机开轧温度控制：脱头区进行晾钢，中轧开轧温度控制930-950℃。轧制过程采用水环冷却，轧后采用1号、2号水箱穿水处理，穿水后返红温度控制650～700℃，下冷床后入坑保温。
根据上述步骤制备的一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢钢的化学成分和重量百分比为：C0.34～0.38％，Si0.40～0.50％，Mn1.30～1.40％，Cr0.10～0.20％，Al0.015～0.025％，V0.08～0.12％，Nb0.02～0.03％，N0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％，其余为Fe。
实施例2
采用实施例1的一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法制备2组高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢，获得试片，试片号分别为：W36、W37。
对上述2组试片W36、W37进行特性检测，具体检测项目包括：低倍组织、气体含量，非金属夹杂物，力学性能，显微组织结构。
(1)低倍组织
低倍组织测试方法为：分别取不同炉号的正常冶炼炉中冶炼的QGLZ-X钢材，检测其中一般疏松、中心疏松、方框偏析。
具体检测数据如表1(QGLZ-X钢低倍组织)所示：
表1
类别 试片号 炉号 钢种 规格 一般疏松 中心疏松 锭型偏析
实验1 W36 19EB04127 QGLZ-X φ65mm 1.0级 1.0级 1.0级
实验2 W37 19EB04128 QGLZ-X φ65mm 1.0级 1.0级 1.0级
由表1可得到以下测试评级：一般疏松、中心疏松、方框偏析均为1.0级，说话钢材内部质量好，偏析轻。
(2)气体含量检测
气体含量测试方法为：分别取不同炉号的正常冶炼炉中冶炼的QGLZ-X钢材，检测其中氧、氮、氢含量。
具体检测数据如表2所示：
表2
Figure BDA0002905983840000081
由表2数据显示由本发明方法制备的QGLZ-X钢技术制得的轧材氧含量值为9.3ppm、7.8ppm，氢含量值为1.1ppm、1.3ppm，低氧含量说明钢材中氧化物夹杂减少，低氢含量降低钢材“氢脆”倾向，大大提哥林柱疲劳寿命，技术优势明显。
(3)非金属夹杂物检测
非金属夹杂物测试方法为：分别取不同炉号的正常冶炼炉中冶炼的QGLZ-X钢，检测钢中非金属夹杂物A、B、C、D类和DS。
具体检测数据如表3所示：
表3
Figure BDA0002905983840000082
(4)力学性能检测
对QGLZ-X钢的力学性能进行测试，经过检测得知，本发明得到的高性能QGLZ-X钢满足抗拉强度Rm≥850MPa、屈服强度Rel≥560Mpa、断后伸长率A≥16％、断面收缩率Z≥40％冲击功AKV≥42J的要求，具体检测数据如表4所示。
表4
Figure BDA0002905983840000091
(5)显微组织检测
对本发明制得的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢2组试片W36、W37进行显微组织分析，结果如图1、图2所示；本发明得到的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢组织为铁素体+珠光体，组织细小均匀，珠光体片层间距细小，因此本发明高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢完全可代替调质用材料。
与现有技术相比，本发明存在以下优点：(1)本发明所涉及的一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，通过采用V、Nb、N复合微合金化成分设计及轧制过程控轧控冷措施，保证了QGLZ-X钢优良的以下力学性能：抗拉强度＝883MPa、屈服强度＝647MPa、断后伸长率＝20％、断面收缩率＝47％、冲击功＝60J。(2)本发明所涉及的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，采用电炉冶炼、LF精炼+VD真空脱气处理，轧制过程控轧控冷，获得了洁净度高，组织均匀性好，晶粒细小均匀的高质量钢材，完全满足注塑机哥林柱要求。(3)本发明所涉及的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢及其生产方法，采用V、Nb、N微合金化成分设计，高洁净度冶炼控制，轧制过程控轧控冷，钢材强韧性明显提升，从而代替调质用42CrMoA钢，降低了生产成本，有效提高了经济效益。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (8)

1.一种高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢，其特征在于，由以下各组分组成：C0.34～0.38％，Si 0.40～0.50％，Mn 1.30～1.40％，Cr 0.10～0.20％，Al 0.015～0.025％，V 0.08～0.12％，Nb 0.02～0.03％，N 0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％，其余为Fe。
2.如权利要求1所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢，其特征在于，性能参数为：抗拉强度Rm≥850Mpa，屈服强度Rel≥560Mpa，断后伸长率A≥16％，断面收缩率Z≥40％，冲击功AKV≥42J。
3.一种如权利要求1所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：Consteel电炉初炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸浇注、轧制及控轧控冷。
4.如权利要求3所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，其特征在于，所述Consteel电炉初炼的具体步骤为：
(1)装炉：采用铁水和废钢，装炉量控制50-80吨，其中铁水占比控制70-90％，废钢量控制在10-30％；
(2)熔化：1500-1550℃造渣，进行有效脱P；待全熔后，温度≥1550℃，开始氧化，供氧流量控制在2000～3500NM3/h，脱碳量≥1.2％，铁矿石的加入时机根据炉内温度情况而定，总量控制在8～12Kg/t；
(3)出钢：电炉出钢温度1620～1660℃，采用偏心底电炉出钢、留钢留渣操作，禁止下氧化渣，出钢量控制在64～68吨，出钢过程进行大包合金化，且电炉出钢时大包脱氧剂及合金加入顺序为：铝锭或钢芯铝→复合脱氧剂、预熔渣粉→合金→石灰；合金为中锰、硅铁；获得的初炼钢水中合金含量为：Si 0.30～0.40％，Mn 1.20～1.30％，Al 0.020-0.035％。
5.如权利要求3所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，其特征在于，所述LF精炼具体为：
(1)入LF精炼：工位钢液温度≥1500℃，给电前氩气流量400-800NL/min，搅拌2-3min；氩气流量为200-400NL/min；电升温至1550℃以上，分2-3批次补加合金及渣料；所述渣料为CaO 50-100kg、萤石0-50kg，LF精炼渣系控制目标：CaO：50％-55％，SiO2：12％-18％，MgO：4％-8％，Al2O3：18％-23％，碱度控制目标：3.0-4.0；
(2)LF精炼过程：入LF精炼工位时Al含量为0.020-0.035％；如Al含量不在0.020-0.035％之间，则在LF精炼前期按0.030％目标一次喂Al，精炼后期不允许喂Al；
(3)LF精炼过程调渣：根据钢中硫含量、渣况采用扩散脱氧加入SiC粉或C粉调渣；渣变白后，少量、多批次加入SiC粉、C粉，且加入总量应控制在1.0-2.0kg/t，白渣精炼时间≥40分钟；LF精炼后取样分析化学成分，合金化学成分达以下标准：C 0.34～0.38％，Si 0.40～0.50％，Mn 1.30～1.40％，Cr 0.10～0.20％，Al 0.015～0.025％，V 0.08～0.12％，Nb0.02～0.03％，N 0.013～0.017％，P≤0.015％，S≤0.008％；温度1600-1640℃时，进入VD真空脱气工位。
6.如权利要求3所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，其特征在于，所述VD真空脱气具体为：
将所述LF精炼后的钢水包开入VD炉工位按以下条件进行真空脱气：粗真空时氩气流量50-100NL/min，极真空时氩气流量50-150NL/min；蒸汽压力≥0.95Mpa，蒸汽温度≥180℃，水温≤30℃；极真空保持时间≥18分钟；VD后赫里氏在线定氢仪测定H≤1.5ppm；其中，粗真空是指真空度>26660Pa的情况，极真空是指真空度≤67Pa乇的情况。
7.如权利要求3所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，其特征在于，所述连铸浇注具体为：
将所述VD真空脱气后的钢包驶入LF炉工位升温，待钢液温度在1545～1565℃时，吊包入连铸机进行连铸浇注连铸坯，得到以下高品质钢标准要求的半成品铸坯：且高品质钢标准要求为：低倍组织：中心疏松、一般疏松、方框偏析均≤1.0级，非金属夹杂物：A类、B类≤1.0级。
8.如权利要求3所述的高性能的非调质塑机哥林柱用QGLZ-X钢的生产方法，其特征在于，所述轧制及控轧控冷具体为：
采用尺寸为250mm×280mm的连铸坯轧制成规格φ65mm钢材；
其中，在加热过程的工艺参数按以下标准进行控制：加热1段温度1100～1170℃；加热2段温度1170～1200℃；均热段温度1140～1170℃；总加热时间≥4h，高温扩散时间≥2h；
所述控轧控冷按着以下标准控制：粗轧开轧温度≥970℃；8架轧机开轧温度控制：脱头区进行晾钢，中轧开轧温度控制930-950℃；轧制过程采用水环冷却，轧后采用1号、2号水箱穿水处理，穿水后返红温度控制650～700℃，下冷床后入坑保温。
CN202110071554.0A 2021-01-19 2021-01-19 一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法 Pending CN112899572A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110071554.0A CN112899572A (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110071554.0A CN112899572A (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112899572A true CN112899572A (zh) 2021-06-04

Family

ID=76116197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110071554.0A Pending CN112899572A (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112899572A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113930687A (zh) * 2021-10-15 2022-01-14 中钢集团西安重机有限公司 一种非调质活塞杆用钢的制备方法
CN114645208A (zh) * 2022-03-23 2022-06-21 青海西钢特殊钢科技开发有限公司 一种采用碲处理的非调质胀断连杆用钢及其生产方法
CN115125448A (zh) * 2022-07-03 2022-09-30 青海西钢特殊钢科技开发有限公司 一种冷加工液压活塞杆用非调质钢及制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090132797A (ko) * 2008-06-23 2009-12-31 현대자동차주식회사 자동차 부품용 비조질강 및 이를 이용한 스핀들 너클제조방법
CN103589970A (zh) * 2013-10-24 2014-02-19 南京钢铁股份有限公司 非调质轴类零件用棒材及其制造工艺
CN106119711A (zh) * 2016-07-29 2016-11-16 北大方正集团有限公司 非调质钢棒材及其制造方法
CN107208239A (zh) * 2015-01-27 2017-09-26 新日铁住金株式会社 非调质机械部件用线材、非调质机械部件用钢线及非调质机械部件
CN108368583A (zh) * 2016-01-20 2018-08-03 新日铁住金株式会社 非调质机械部件用钢丝及非调质机械部件
CN108474073A (zh) * 2016-01-15 2018-08-31 新日铁住金株式会社 非调质机械部件用钢丝及非调质机械部件
CN109112396A (zh) * 2018-08-10 2019-01-01 湖北新冶钢有限公司 一种汽车转向器齿条用非调质钢及其制造方法
CN110714164A (zh) * 2019-11-08 2020-01-21 西宁特殊钢股份有限公司 一种高品质煤矿链环用Cr54钢及其生产方法
CN111455291A (zh) * 2020-05-11 2020-07-28 石家庄钢铁有限责任公司 一种性能稳定的低成本非调质钢及其生产方法
CN111778443A (zh) * 2019-04-04 2020-10-16 陕西汽车集团有限责任公司 一种非调质钢及其制造汽车转向节的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090132797A (ko) * 2008-06-23 2009-12-31 현대자동차주식회사 자동차 부품용 비조질강 및 이를 이용한 스핀들 너클제조방법
CN103589970A (zh) * 2013-10-24 2014-02-19 南京钢铁股份有限公司 非调质轴类零件用棒材及其制造工艺
CN107208239A (zh) * 2015-01-27 2017-09-26 新日铁住金株式会社 非调质机械部件用线材、非调质机械部件用钢线及非调质机械部件
CN108474073A (zh) * 2016-01-15 2018-08-31 新日铁住金株式会社 非调质机械部件用钢丝及非调质机械部件
CN108368583A (zh) * 2016-01-20 2018-08-03 新日铁住金株式会社 非调质机械部件用钢丝及非调质机械部件
CN106119711A (zh) * 2016-07-29 2016-11-16 北大方正集团有限公司 非调质钢棒材及其制造方法
CN109112396A (zh) * 2018-08-10 2019-01-01 湖北新冶钢有限公司 一种汽车转向器齿条用非调质钢及其制造方法
CN111778443A (zh) * 2019-04-04 2020-10-16 陕西汽车集团有限责任公司 一种非调质钢及其制造汽车转向节的方法
CN110714164A (zh) * 2019-11-08 2020-01-21 西宁特殊钢股份有限公司 一种高品质煤矿链环用Cr54钢及其生产方法
CN111455291A (zh) * 2020-05-11 2020-07-28 石家庄钢铁有限责任公司 一种性能稳定的低成本非调质钢及其生产方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113930687A (zh) * 2021-10-15 2022-01-14 中钢集团西安重机有限公司 一种非调质活塞杆用钢的制备方法
CN114645208A (zh) * 2022-03-23 2022-06-21 青海西钢特殊钢科技开发有限公司 一种采用碲处理的非调质胀断连杆用钢及其生产方法
CN115125448A (zh) * 2022-07-03 2022-09-30 青海西钢特殊钢科技开发有限公司 一种冷加工液压活塞杆用非调质钢及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112853211B (zh) 一种乘用车万向节叉冷锻用钢及其制造方法
CN113025867A (zh) 一种高纯净度齿轮用钢20CrMnAl的制造方法
CN110846580B (zh) 一种高Mo高性能Mn-Cr系风电输出齿轮用钢及其生产方法
CN106521336A (zh) 代替40Cr调质钢的转向节用非调质钢及其生产方法
CN109666856A (zh) 一种代替42CrMo调质钢的高强韧性半轴用非调质钢及其生产方法
CN112899572A (zh) 一种高性能的非调质塑机哥林柱用qglz-x钢及生产方法
CN112981239B (zh) 一种调质低碳合金钢及其制造方法
CN107130172B (zh) 布氏硬度400hbw级整体硬化型高韧性易焊接特厚耐磨钢板及其制造方法
CN110029268B (zh) 一种保心部低温韧性的低温压力容器用09MnNiDR钢板及制造方法
CN113073251A (zh) 590MPa级厚规格高疲劳性能汽车轮辐用热轧复相钢的制造方法
WO2022228216A1 (zh) 一种高温渗碳齿轴用钢及其制造方法
CN115896634B (zh) 一种耐高温有色金属压铸成型模具钢材料及其制备方法
CN112143970B (zh) 高强高韧非调质前轴用钢及其生产方法
CN114934231B (zh) 一种高锰低磁高强度奥氏体钢及其制造方法
CN112981266A (zh) 一种乘用车转向器齿条用钢及其制造方法
CN112410671A (zh) 一种采用复相组织生产轮辋用钢的生产方法
CN115125448A (zh) 一种冷加工液压活塞杆用非调质钢及制备方法
CN115216708A (zh) 一种低成本高屈强比1200MPa级冷轧双相钢及其制备方法
CN113234988B (zh) 一种在线淬火生产屈服强度700MPa级耐候钢的方法及其产物
CN115449704B (zh) 一种新能源汽车轮毂轴承用钢及其生产方法
CN108315645B (zh) 一种耐磨钢及其生产工艺
CN113373380B (zh) 一种锆处理的经济型塑料模具钢及其生产方法
CN114231703A (zh) 一种高强度简化退火冷镦钢生产方法
CN111057964A (zh) 一种新能源汽车高强度转向节用钢材及其制备方法与应用
CN115896624B (zh) 一种氮化钢31CrMoV9退火材及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210604

RJ01 Rejection of invention patent application after publication