CN112981239B - 一种调质低碳合金钢及其制造方法 - Google Patents
一种调质低碳合金钢及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112981239B CN112981239B CN202110123032.0A CN202110123032A CN112981239B CN 112981239 B CN112981239 B CN 112981239B CN 202110123032 A CN202110123032 A CN 202110123032A CN 112981239 B CN112981239 B CN 112981239B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- equal
- less
- rolling
- 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.)
- Active
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
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
- C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- 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
-
- 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
- C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
-
- 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
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- 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
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及一种调质低碳合金钢及其制造方法,钢的化学成分按质量百分比计为C:0.16~0.24%,Si:0.05~0.35%,Mn:1.00~1.50%,Cr:1.00~1.60%,P:≤0.020%,S:0.010~0.050%,Al≤0.060%,N≥0.005%,Cu≤0.20%,Ni≤0.20%,Mo≤0.10%,Ti≤0.010%,[O]≤0.0020%,[H]≤0.0002%,余量为Fe及不可避免的杂质元素。生产流程为初炼—精炼—真空脱气—连铸—连轧—调质—车皮—碾光、抛光—超声波探伤。抗拉强度900‑1000MPa;屈服强度≥810Mpa;延伸率≥15%,面缩率≥50%,常温冲击功KU2≥80J;圆钢规格的所述钢二分之一半径处硬度280‑310HBW。圆钢规格的钢,其横截面显微组织的索氏体含量为80%‑90%,其余显微组织为铁素。本申请低碳调质合金钢相比调质中碳钢拥有更高冲击韧性以及中等的强度,可用于制造冲击韧性要求高而强度要求一般的汽车零部件。
Description
技术领域
本发明属于铁基合金技术领域,尤其涉及一种汽车零部件用低碳合金钢及其制造方法。
背景技术
碳含量低于0.25%属于低碳钢,碳含量0.25%~0.65%属于中碳钢,调质低碳合金钢相比传统的调质中碳合金钢拥有更好的冲击韧性。因此,调质低碳合金钢适合制造强度要求中等,而冲击韧性要求较高的汽车零部件材料。
现有的低碳合金钢通常采用淬火+低温回火,回火温度150℃-250℃的调质工艺处理,淬火后的组织一般为马氏体与少量的铁素体,马氏体在低温回火时,分解为低碳马氏体和ε碳化物组成的混合物,称为低碳回火马氏体,此类低碳回火马氏体虽然强度较高,但是其组织内应力大,易形成微裂纹,并且塑性与韧性较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种调质低碳合金钢及其制造方法,适合制造强度要求中等,而冲击韧性要求较高的汽车零部件材料。相比调质中碳合金钢,调质低碳合金钢拥有更好的冲击韧性与中等的强度,并且材料性能的生产稳定性更好。
本申请低碳合金钢采用淬火+高温回火进行调质处理,淬火后的组织一般为马氏体与少量的铁素体,马氏体在高温回火时形成以铁素体为基体内分布着细而均匀碳化物颗粒小球状碳化物的复相组织,称为索氏体。与低碳合金钢的低温回火马氏体相比,该高温回火索氏体强度虽然不如它高,但是组织内应力更小,组织稳定性好,并且塑性与韧性较高。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种调质低碳合金钢,所述钢的化学成分按质量百分比计为C:0.16~0.24%,Si:0.05~0.35%,Mn:1.00~1.50%,Cr:1.00~1.60%,P:≤0.020%,S:0.010~0.050%,Al≤0.060%,N≥0.005%,Cu≤0.20%,Ni≤0.20%,Mo≤0.10%,Ti≤0.010%,[O]≤0.0020%,[H]≤0.0002%,余量为Fe及不可避免的杂质元素。
本发明调质低碳合金钢各化学元素对应的主要作用和设计依据是:
1、C是对钢的强度贡献最大的元素。碳溶解在钢中形成间隙固溶体,起到固溶强化的作用,但是过高的碳含量会降低钢的塑性与韧性。本发明碳含量控制为0.16~0.24%。
2、Si在炼钢过程中作为还原剂与脱氧剂加入,硅一定程度提高钢的屈服点与抗拉强度。因此本发明Si含量的范围确定为0.05~0.35%。
3、Mn:是提高淬透性最有效的合金元素,它溶入铁素体中有固溶强化的作用,同时能够改善钢的热处理性能,细化珠光体晶粒,提高钢的强度与硬度。但是锰含量超过1.5%时,韧性会明显下降。综上考虑,本发明Mn含量的范围确定为1.00~1.50%。
4、Cr:铬是强碳化物形成元素,铬作为合金元素加入,可以提高钢材的强度。
同时,铬的加入还可以使钢材淬火回火后具有更好的综合力学性能。但是过高的Cr会降低钢材的韧性。因此,本发明将Cr含量的范围确定为1.00~1.60%。
5、P:是在钢中属于有害元素,磷元素容易在晶间偏聚,增加了钢材的冷脆性。因此,要严格控制钢中的磷含量,P≤0.020%。
6、S:在钢中加入一定含量的硫,可以改善钢材的切削加工性能,减少了切削刀具的磨损,提高了刀具的使用寿命。本发明专利的S含量范围为:0.010~0.050%。
7、Al:在钢中用作炼钢脱氧与固氮的作用。铝与氮具有极大的亲和力,容易形成AlN质点,AlN质点弥散分布在钢中,可有效细化钢材的奥氏体晶粒度。本发明将Al含量的范围确定为≤0.060%,Al的优选控制范围为0.010%-0.055%。
8、N:与Al相结合形成ALN质点,AlN质点可以起到钉扎晶界的作用,阻止钢中晶粒在高温状态下长大,从而起到细化奥氏体晶粒度的作用。本发明专利N含量范围为≥0.005%,N的优选控制范围为0.006%-0.023%。
9、Cu、Ni、Mo:属于贵金属,钢中加入Cu、Ni、Mo元素将会导致生产成本上升。在本发明钢种中Cu、Ni、Mo均是以残余元素的形式存在。本发明专利的Cu含量的范围为≤0.20%,Ni含量范围为≤0.20%,Mo含量范围为≤0.10%。
11、Ti:钛与氮元素具有很强的亲和力,会结合形成TiN夹杂物。TiN属于硬脆型夹杂物,硬度高且不易变形,呈多边形特征且棱角锋利。TiN夹杂物对钢材的疲劳寿命以及冲击韧性产生不利的影响,因此需要严加控制。本发明Ti含量的范围为≤0.010%。
12、O:属于有害元素,易于与钢中的Al元素相结合,形成非金属夹杂物Al2O3,降低了钢材的纯净度,对钢材的力学性能有不利的影响。本发明O含量的范围为≤0.0020%。
13、H:属于有害元素。钢中的氢原子易于聚合为氢分子,会一定程度降低钢材的强度。本发明H含量的范围为≤0.0002%。
本发明另提供一种调质低碳合金钢的制造方法,流程主要包括:初炼—精炼—真空脱气—连铸—连轧—调质—车皮—碾光、抛光—超声波探伤。
初炼是在初炼炉中加入废钢与铁水,通过向钢水中吹氧降低钢中的碳含量与硅含量并且达到升温的目的,同时加入石灰造渣去除铁水中的磷;精炼炉加入合金块调整化学成分至设计要求,精炼过程采用扩散脱氧与沉淀脱氧相结合的方式加强脱氧,扩散脱氧采用在精炼炉中加入铝粉的方式实现,沉淀脱氧采用在精炼炉中加入铝块的方式实现;精炼过后将钢水转入真空脱气炉,对钢水脱H;连铸过程采用保护浇铸的方式,让钢水隔绝空气防止钢水二次氧化。
连铸坯入步进式加热炉加热,整个加热过程采用三段式加热:预热段温度为700-900℃,保温时间≥70分钟;加热段温度为1000-1150℃,保温时间≥90分钟;均热段温度为1150-1280℃,保温时间≥120分钟,实现高温均质化。
轧制的整个过程采用纵向轧制,钢材在旋转方向相反的轧辊之间通过,并在轧辊间不断的产生塑性变形,每道次轧制压下率控制在7-20%,连铸方坯经过粗轧、中轧以及精轧,最终轧制变形为圆钢。具体的,粗轧的轧制温度区间为970-1080℃,粗轧的总压下率控制在23-45%;中轧的轧制温度区间为890-970℃,中轧的总压下率控制在21-43%;精轧的轧制温度区间为800-890℃,精轧的总压下率控制在21-43%。
热轧后的圆钢在高温状态即≥720℃入保温罩进行缓冷,热轧圆钢缓冷后的微观结构为均匀的铁素体与珠光体。
调质是将热轧圆钢利用感应线圈加热,加热至880-930℃,保温3-7分钟后水淬;淬火后的圆钢进行高温回火,回火温度为500-600℃,回火时间≥120分钟,回火后的圆钢采用喷水的方式进行冷却,调质后获得截面显微组织为80-90%的索氏体和10%-20%的铁素体;
车皮是去除圆钢表面的脱碳层和表面缺陷,车皮深度为单边0.5mm。车皮后的圆钢使用精矫机对其表面进行碾光,碾光后的钢材使用沙袋进行表面抛光,抛光后的圆钢表面粗糙度≤3.2um。超声波探伤按照GB/T 4162-2008中的A级执行,以此作为探伤合格的标准。
优选地,截面尺寸240mm×240mm规格以上的连铸方坯热轧成直径φ10mm~φ29mm的圆钢,车皮后圆钢的直径为φ9mm~φ28mm。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本申请调质低碳合金钢的抗拉强度900-1000MPa;屈服强度≥810Mpa;延伸率≥15%,面缩率≥50%,常温冲击功KU2≥80J;圆钢规格的所述钢二分之一半径处硬度280-310HBW。圆钢规格的钢,其横截面显微组织的索氏体含量为80%-90%,其余显微组织为铁素体。
本申请最终得到的低碳调质合金钢相比调质中碳钢拥有更高冲击韧性以及中等的强度。一般认为调质后的材料相对热轧材,其抗拉强度提升了,但是韧性相对于热轧材肯定是下降的。本申请的钢可以用于制造冲击韧性要求高,而强度要求一般的汽车零部件。
附图说明
图1.本发明实施例1调质圆钢横截面显微组织图×100倍;
图2.本发明实施例1调质圆钢横截面显微组织图×1000倍;
图3.本发明实施例2调质圆钢横截面显微组织图×100倍;
图4.本发明实施例2调质圆钢横截面显微组织图×1000倍。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述,所述实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
熔炼采用转炉+精炼炉+RH炉冶炼100吨下述所示化学成分组成的钢,并使用连续铸造工艺制作截面尺寸240mm×240mm的连铸方坯,所得连铸坯的化学成分为C:0.21%,Si:0.15%,Mn:1.37%,Cr:1.25%,P:0.010%,S:0.023%,Al:0.030%,N:0.010%,Cu:0.02%,Ni:0.01%,Mo:0.01%,Ti:0.003%,[O]:0.0011%,[H]:0.0001%,余量为Fe及不可避免的杂质元素。
初炼是在初炼炉中加入废钢与铁水,通过向钢水中吹氧降低钢中的碳含量与硅含量并且达到升温的目的,同时加入石灰造渣去除铁水中的磷;精炼炉加入合金块调整化学成分至设计要求,精炼过程采用扩散脱氧与沉淀脱氧相结合的方式加强脱氧,扩散脱氧采用在精炼炉中加入铝粉的方式实现,沉淀脱氧采用在精炼炉中加入铝块的方式实现;精炼过后将钢水转入真空脱气炉,对钢水脱H;连铸过程采用保护浇铸的方式,让钢水隔绝空气防止钢水二次氧化。
连铸方坯入步进式加热炉加热,预热段温度为760℃,加热时间为90分钟;加热段温度为1060℃,加热时间为120分钟;均热段温度为1195℃,加热时间为130分钟。坯料加热后出加热炉,经粗轧、中轧、精轧,轧制成型的圆钢尺寸为φ23mm。热轧圆钢在720℃以上高温态入保温罩内缓冷。
轧制圆钢采用感应线圈加热至910℃,保温4分钟后水淬;淬火后的圆钢入连续式回火炉回火,回火温度为550℃,回火时间150分钟,圆钢回火后水冷。调质后的圆钢经车皮机车皮后去除表面脱碳以及表面缺陷,车皮深度为单边0.5mm,车皮后钢材直径为φ22mm;车皮后的圆钢经精矫机碾光、沙袋抛光,表面粗糙度≤2.5um;最后圆钢按照GB/T 4162-2008中的A级要求进行超声波探伤。
成品调质钢材拉伸与冲击按照GB/T2975-2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》取样与加工制备,拉伸按照GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》检验,冲击按照GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》检验。成品调质钢材的力学性能如表1所示:
表1
调质钢材硬度按照GB/T 231.1-2018《金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》检验,调质圆钢二分之一半径处的硬度为303HBW;调质后圆钢横截面显微组织的索氏体含量为90%,其余10%为铁素体,具体参见图1与图2所示。
实施例2
熔炼采用转炉+精炼炉+RH炉冶炼100吨下述所示化学成分组成的钢,并使用连续铸造,制作截面尺寸240mm×240mm的连铸坯,所得连铸坯的化学成分为C:0.22%,Si:0.16%,Mn:1.33%,Cr:1.22%,P:0.011%,S:0.025%,Al:0.029%,N:0.011%,Cu:0.02%,Ni:0.01%,Mo:0.01%,Ti:0.002%,[O]:0.0012%,[H]:0.0001%,余量为Fe及不可避免的杂质元素。
初炼是在初炼炉中加入废钢与铁水,通过向钢水中吹氧降低钢中的碳含量与硅含量并且达到升温的目的,同时加入石灰造渣去除铁水中的磷;精炼炉加入合金块调整化学成分至设计要求,精炼过程采用扩散脱氧与沉淀脱氧相结合的方式加强脱氧,扩散脱氧采用在精炼炉中加入铝粉的方式实现,沉淀脱氧采用在精炼炉中加入铝块的方式实现;精炼过后将钢水转入真空脱气炉,对钢水脱H;连铸过程采用保护浇铸的方式,让钢水隔绝空气防止钢水二次氧化。
连铸方入步进式加热炉加热,预热段温度为770℃,加热时间为85分钟;加热段温度为1065℃,加热时间为115分钟;均热段温度为1205℃,加热时间为130分钟。坯料加热后出加热炉,经粗轧、中轧、精轧,轧制成型的圆钢尺寸为φ26mm。
轧制圆钢采用感应线圈加热至915℃,保温5分钟后水淬;淬火后的圆钢入连续式回火炉回火,回火温度为560℃,回火时间为120分钟,圆钢回火后水冷。调质后的圆钢经车皮机车皮后去除表面脱碳以及表面缺陷,车皮深度为单边0.5mm,车皮后钢材直径为φ25mm;车皮后的圆钢经精矫机碾光、沙袋抛光,表面粗糙度≤2.3um;最后圆钢按照GB/T4162-2008中的A级要求进行超声波探伤。
成品调质钢材拉伸与冲击按照GB/T2975-2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》取样与加工制备,拉伸按照GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》检验,冲击按照GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》检验。成品调质钢材的力学性能如表2所示:
表2
调质钢材硬度按照GB/T 231.1-2018《金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》检验,调质圆钢二分之一半径处的硬度为306HBW;调质后圆钢横截面显微组织的索氏体含量为90%,其余10%为铁素体,具体见图3与图4。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例,但是应该清楚地理解,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种调质低碳合金钢,其特征在于:所述钢的化学成分按质量百分比计为C:0.16~0.24%,Si:0.05~0.35%,Mn:1.00~1.50%,Cr:1.00~1. 60%,P:≤0. 020%,S:0.010~0.050%,Al≤0.060%,N: 0.006%-0.023%,Cu≤0.20%,Ni≤0.20%,Mo≤0.10%,Ti≤0.010%,[O]≤0.0020%,[H]≤0.0002%,余量为Fe 及不可避免的杂质元素;
所述钢的制造流程为初炼—精炼—真空脱气—连铸—连轧—调质—车皮—碾光、抛光—超声波探伤,
初炼是在初炼炉中加入废钢与铁水,通过向钢水中吹氧降低钢中的碳含量与硅含量并且达到升温的目的,同时加入石灰造渣去除铁水中的磷;精炼炉加入合金块调整化学成分至设计要求,精炼过程采用扩散脱氧与沉淀脱氧相结合的方式加强脱氧,扩散脱氧采用在精炼炉中加入铝粉的方式实现,沉淀脱氧采用在精炼炉中加入铝块的方式实现;精炼过后将钢水转入真空脱气炉,对钢水脱H;连铸过程采用保护浇铸的方式,让钢水隔绝空气防止钢水二次氧化;
连铸坯入步进式加热炉加热,整个加热过程采用三段式加热:预热段温度为700-900℃,保温时间≥70分钟;加热段温度为1000-1150℃,保温时间≥90分钟;均热段温度为1150-1280℃,保温时间≥120分钟,实现高温均质化;
轧制的整个过程采用纵向轧制,钢材在旋转方向相反的轧辊之间通过,并在轧辊间不断的产生塑性变形,每道次轧制压下率控制在7-20%,连铸方坯经过粗轧、中轧以及精轧:粗轧的轧制温度区间为970-1080℃,粗轧的总压下率控制在23-45%;中轧的轧制温度区间为890-970℃,中轧的总压下率控制在21-43%;精轧的轧制温度区间为800-890℃,精轧的总压下率控制在21-43%,最终轧制变形为圆钢;
热轧后的圆钢在高温状态即≥720℃入保温罩进行缓冷,热轧圆钢缓冷后的微观结构为均匀的铁素体与珠光体;
调质是将热轧圆钢利用感应线圈加热,加热至880-930℃,保温3-7分钟后水淬;淬火后的圆钢进行高温回火,回火温度为500-600℃,回火时间≥120分钟,回火后的圆钢采用喷水的方式进行冷却,调质后获得截面显微组织为80-90%的索氏体和10%-20%的铁素体;
车皮是去除圆钢表面的脱碳层和表面缺陷。
2.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:所述Al的含量:0.010%-0.055%。
3.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:所述钢的抗拉强度900-1000MPa;屈服强度≥810MPa;延伸率≥15%,面缩率≥50%,常温冲击功KU2≥80J;圆钢规格的所述钢二分之一半径处硬度280-310HBW。
4.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:圆钢规格的所述钢,其横截面显微组织的索氏体含量为80%-90%,其余显微组织为铁素体。
5.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:所述车皮深度为单边0.5mm。
6.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:所述车皮后的圆钢使用精矫机对其表面进行碾光,碾光后的钢材使用沙袋进行表面抛光,抛光后的圆钢表面粗糙度≤3.2um。
7.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:超声波探伤按照GB/T 4162-2008中的A级执行,以此作为探伤合格的标准。
8.根据权利要求1所述的调质低碳合金钢,其特征在于:截面尺寸240mm×240mm规格以上的连铸方坯热轧成直径φ10mm~φ29mm的圆钢,车皮后圆钢的直径为φ9mm~φ28mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110123032.0A CN112981239B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种调质低碳合金钢及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110123032.0A CN112981239B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种调质低碳合金钢及其制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112981239A CN112981239A (zh) | 2021-06-18 |
CN112981239B true CN112981239B (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=76345764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110123032.0A Active CN112981239B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种调质低碳合金钢及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112981239B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114959442B (zh) * | 2022-03-16 | 2023-03-31 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种冷挤压用万向节十字轴用钢及其制造方法 |
CN114807745B (zh) * | 2022-03-21 | 2023-06-16 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种汽车活塞销用钢及其制造方法 |
CN114941101B (zh) * | 2022-04-18 | 2023-06-16 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种汽车发动机轴承轴套用钢及其生产方法 |
CN114990430B (zh) * | 2022-05-08 | 2023-06-06 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种免退火冷镦齿轮用钢及其制造方法 |
CN115404389B (zh) * | 2022-07-20 | 2023-09-15 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种长寿命发动机传动齿轮用钢的制造方法 |
CN115976394B (zh) * | 2022-12-15 | 2024-04-05 | 宁波吉威盛机械有限公司 | 一种低碳合金钢的生产工艺 |
CN116574966A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-08-11 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种汽车等速万向节中间轴用钢及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101306435A (zh) * | 2007-05-17 | 2008-11-19 | 首钢总公司 | 一种齿轮钢的生产方法 |
CN106011648B (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-16 | 武汉钢铁有限公司 | 一种齿轮钢及其生产方法 |
CN107177804A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-09-19 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种高强韧易切削调质圆钢及其制造方法 |
-
2021
- 2021-01-29 CN CN202110123032.0A patent/CN112981239B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112981239A (zh) | 2021-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112981239B (zh) | 一种调质低碳合金钢及其制造方法 | |
CN111394639B (zh) | 一种高耐磨齿轮钢的制造方法 | |
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 | |
EP4261320A1 (en) | High-strength and toughness free-cutting non-quenched and tempered round steel and manufacturing method therefor | |
CN113416899B (zh) | 一种Nb、B微合金化齿轮钢及其制备方法、热处理方法、渗碳处理方法和渗碳齿轮钢 | |
CN112981233B (zh) | 一种适于冷锻加工的低硅中碳齿轮钢及其制造方法 | |
CN114134400B (zh) | 一种大规格高强度高韧性油井钻头用钢及其制备方法 | |
CN111575578B (zh) | 一种耐磨性能优异的热轧链板钢带及其制造方法 | |
EP4414473A1 (en) | High-strength steel with good weather resistance and manufacturing method therefor | |
CN106834946B (zh) | 大厚度保高温抗拉强度钢板SA299GrB及其制备方法 | |
CN109735765B (zh) | 一种大规格、超细晶、高强韧性弹簧钢及其生产方法 | |
WO2022228216A1 (zh) | 一种高温渗碳齿轴用钢及其制造方法 | |
CN113388783B (zh) | Nb、V、Ti微合金化齿轮钢及其制备方法、热处理方法、渗碳处理方法和渗碳齿轮钢 | |
CN111850399B (zh) | 具有良好耐磨性耐蚀塑料模具钢及其制备方法 | |
WO2024001078A1 (zh) | 一种80mm厚690MPa级超高强韧海工钢板及其制备方法 | |
CN108998730B (zh) | 一种过共析工具钢及其制造方法 | |
CN113462985B (zh) | 免退火折弯性能优异的低成本高表面硬度工具钢 | |
CN114134388A (zh) | 一种抗拉强度1300MPa级薄规格超高强钢板及其制造方法 | |
CN115161550B (zh) | 一种大型液压冲击破碎器用高强度紧固件用钢及其制造方法 | |
CN113604739A (zh) | 一种精密成形用轿车驱动轴球笼用钢及其制造方法 | |
CN115537646A (zh) | 一种非调质钢及其制造方法 | |
CN115747647B (zh) | 一种高耐磨性、抗热处理变形直线导轨用钢及其制备方法 | |
CN111850413B (zh) | 一种易焊接耐疲劳的高强韧合金钢的制备方法 | |
CN114774804B (zh) | 一种600hb级热轧低成本耐磨钢板及其制造方法 | |
CN115537678B (zh) | 一种高温渗碳齿轮用钢及其制造方法 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |