CN113136529A - 一种低碳中锰钢和中锰钎杆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明特别涉及一种低碳中锰钢和中锰钎杆及制备方法，属于钢材制备技术领域，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.05％‑0.25％、Si：0.20％‑2.0％、Mn：5.0％‑9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质；以Mn为主要合金元素，无需添加Ni，Mo等元素，合金成本低，尤其适合于制备钎杆，与传统钎杆相比，抗拉强度大于1250Mpa，屈服强度大于900Mpa，延伸率大于20％，强塑积25‑35GPa·％，强韧性好，能满足钎杆的需求，使用寿命长，并且能够利用现有的钎杆热处理工装设备，热处理工艺简单可行。

Description

一种低碳中锰钢和中锰钎杆及制备方法

技术领域

本发明属于钢材制备技术领域，特别涉及一种低碳中锰钢和中锰钎杆及制备方法。

背景技术

凿岩钎具广泛应用于矿山、煤矿等开采领域，整个钎具系统包括四大类：钎杆、钎头、连接套筒和钎尾。钎杆作为凿岩钻孔时的受力件，要求钢材具有高强度、耐磨性、良好的疲劳性和抗冲击性等特点。通常情况下，钎杆有两种制作方式，一种是钢材经过热处理处理后制成，如整体渗碳、正火等，另一种是直接将钢材轧制制成。

申请人在发明过程中发现：采用轧制制作的钎杆，存在耐疲劳性差、抗冲击性能不足，往往采用热处理方法如中频感应加热不完全正火来改善钢材的强韧性，提高延伸率和抗冲击性能，但不完全正火工艺不稳定，其抗冲击性韧性仍然不足。

国内外重型钎杆用钢采用Cr-Ni-Mo系，经过整体渗碳后使用，合金成本高，热处理周期长。例如：申请号为CN104928590A的专利申请“一种Mn-Si-Cr低碳贝氏体钢、钎杆及制备”，其对现有的重型钎钢成分和工艺进行了优化，但是申请人发现其贝氏体组织的强塑积依然不高，根据公开的实例其获得的钎杆强塑积在19.2～22.4Gpa·％。锥形钎杆用钢为95CrMo，钢的组织形态为高碳片层状珠光体，珠光体组织为铁素体和渗碳体的机械片层混合物，其性能从组织相构成上限制了延伸率和强塑积的进一步提高；申请号为CN109252030A的专利申请“一种提高95CrMo中空钢塑性的控制方法”，其通过对生产工艺进行创新，获得塑性好的中空钢性能，但申请人发现其强塑积仍不大于20Gpa·％。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的低碳中锰钢和中锰钎杆及制备方法。

本发明实施例提供了一种低碳中锰钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：

C：0.05％-0.25％、Si：0.20％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

可选的，所述钢的化学成分以质量分数计为：

C：0.05％-0.10％、Si：0.20％-1.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

可选的，所述钢的化学成分以质量分数计为：

C：0.10％-0.25％、Si：1.0％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

可选的，以质量分数计，所述钢的H含量小于1.5ppm，所述钢的O含量小于10ppm。

可选的，所述钢的显微组织以体积分数计为：85-94％的板条马氏体，5-10％的残余奥氏体，1-5％的碳化物。

可选的，所述板条马氏体的宽度为0.2-0.6μm，所述残余奥氏体的等效晶粒尺寸为120-460nm，所述碳化物的尺寸为20-100nm。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种中锰钎杆，所述中锰钎杆的制备材料采用如上所述的低碳中锰钢。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种中锰钎杆的制备方法，所述制备方法包括：

获得如上所述的低碳中锰钢的钢坯；

将所述钢坯进行中心钻孔、装芯材；获得低碳中锰钢的方钢；

将所述方钢进行第一次加热，后进行热轧、定径、冷却和抽芯，获得钎杆初品；所述第一次加热的温度控制在1150℃-1250℃；

将所述钎杆初品进行第二次加热、保温和控冷处理，获得中锰钎杆；所述第二次加热的温度为800℃-950℃，所述保温的时间为2h-48h。

可选的，所述钢坯的制备方法包括：

获得原料，所述原料按配比制得；

将所述原料进行冶炼、LF炉精炼、VD真空和连铸，获得所述钢坯。

可选的，所述控冷处理包括：

将钎杆初品以20℃-35℃的冷却速率冷却至10℃-200℃，再升温至600℃-900℃，保温10min-480min，后冷却至室温。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种低碳中锰钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.05％-0.25％、Si：0.20％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质；以Mn为主要合金元素，无需添加Ni，Mo等元素，合金成本低，尤其适合于制备钎杆，与传统钎杆相比，抗拉强度大于1250Mpa，屈服强度大于900Mpa，延伸率大于20％，强塑积25-35GPa·％，强韧性好，能满足钎杆的需求，使用寿命长，并且能够利用现有的钎杆热处理工装设备，热处理工艺简单可行。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例提供的钎杆的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例2提供的钎杆显微组织扫描电镜图；

图3是本发明实施例3提供的钎杆显微组织扫描电镜图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

目前钎杆有两种制作方式，一种是钢材经过热处理处理后制成，如整体渗碳、正火等，另一种是直接将钢材轧制制成；申请人在发明过程中发现：采用轧制制作的钎杆，存在耐疲劳性差、抗冲击性能不足，往往采用热处理方法如中频感应加热不完全正火来改善钢材的强韧性，提高延伸率和抗冲击性能，但不完全正火工艺不稳定，其抗冲击性韧性仍然不足；申请人创造性的发现中锰钢(锰质量分数为3％-9％)通过奥氏体逆转变获得铁素体相(退火板条马氏体)和残余奥氏体组织，其抗拉强度为1.0-1.5Gpa，伸长率为20％-30％，强塑积达到30Gpa·％以上，虽然难以解决中锰钢的延迟断裂及焊接制约的问题，但是钎杆的工艺流程为冶炼-热轧-热处理，在生产过程中不需要考虑其焊接性能，适应中锰钢的热处理规范，换而言之，中锰钢尤其适用于制备钎杆。

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种低碳中锰钢，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.05％-0.25％、Si：0.20％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

C是奥氏体稳定元素，控制C的质量分数为0.05％-0.25％的原因是获得合适的强度和相比例，该质量分数取值过大的不利影响是焊接性能，增加脆性，恶化材料性能，过小的不利于强度提高；

Si是固溶强化元素，控制Si的质量分数为0.20％-2.0％的原因是抑制碳化物析出，提高奥氏体稳定性，该质量分数取值过大不利于钢的表面质量控制，过小对提高强度不利；

Mn是中锰钢的主要合金元素，其作用是扩大奥氏体相区，提高奥氏体稳定性控制，Mn的质量分数为5.0％-9.0％的原因是在常温下获得全板条马氏体组织，在退火时调节组织比例关系；

P是残余元素，控制P的质量分数为P≤0.010％的原因是避免过量的P在晶界偏析对钢脆性不利。

S是残余元素，控制S的质量分数为≤0.001％的原因是避免过量的S在晶界偏析和形成硫化物对钢的脆性不利。

本申请实施例提供的低碳中锰钢以Mn为主要合金元素，无需添加Ni，Mo等元素，合金成本低，尤其适合于制备钎杆，与传统钎杆相比，抗拉强度大于1250Mpa，屈服强度大于900Mpa，延伸率大于20％，强塑积25-35GPa·％，强韧性好，能满足钎杆的需求，使用寿命长，并且能够利用现有的钎杆热处理工装设备，热处理工艺简单可行。

作为一种可选的实施方式，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.05％-0.10％、Si：0.20％-1.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

作为一种可选的实施方式，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％-0.25％、Si：1.0％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

作为一种可选的实施方式，以质量分数计，钢的H含量小于1.5ppm，钢的O含量小于10ppm

控制H含量小于1.5ppm的原因是控制氢脆，该含量取值过大的不利影响是容易造成延迟断裂。

控制O含量小于10ppm的原因是提高接触疲劳性能，该含量取值过大的不利影响是容易形成大颗粒夹杂物降低接触疲劳性能。

作为一种可选的实施方式，钢的显微组织以体积分数计为：钢的显微组织以体积分数计为：85-94％的板条马氏体，5-10％的残余奥氏体，1-5％的碳化物。

85-94％的板条马氏体的作用是提高基体强度，该体积分数取值过大的不利影响是钢的强度过高容易脆断，过小的不利影响是强度不能满足凿岩的要求；

5-10％体积分数的残余奥氏体的作用是增强钢的强塑积，该体积分数取值过大的不利影响是韧性过高钎杆的刚度会下降，过小的不利影响是钢的韧性降低；

另外，碳化物的体积分数是由以上两者的体积分数决定。

作为一种可选的实施方式，板条马氏体的宽度为0.2-0.6μm，残余奥氏体的等效晶粒尺寸为120-460nm，碳化物的尺寸为20-100nm。

据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种中锰钎杆，中锰钎杆的制备材料采用如上的低碳中锰钢。在发明过程中，申请发现低碳中锰钢这种材质尤其适用于制造锥形钎杆。

钎杆的工艺流程为冶炼-热轧-热处理，在生产过程中不需要考虑其焊接性能，可以适应中锰钢的热处理规范。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种中锰钎杆的制备方法，制备方法包括：

S1.获得如上的低碳中锰钢的钢坯；

S2.将钢坯进行中心钻孔、装芯材；获得低碳中锰钢的方钢；本实施例中，方钢的尺寸为150×150mm，中心孔直径为48-52mm；

S3.将方钢进行第一次加热，后进行热轧、定径、冷却和抽芯，获得钎杆初品；第一次加热温度控制在1150℃-1250℃；本实施例中，钎杆初品的直径为20mm-80mm；热轧的温度为900℃-1150℃；定径的温度为900℃-1000℃；

S4.将钎杆初品进行第二次加热、保温和控冷处理，获得中锰钎杆；第二次加热温度为800℃-950℃，保温时间为2h-48h。

S2步骤的目的是为了偏析等冶金缺陷以及细化原奥氏体晶粒尺寸，消除组织应力；其中第一次加热温度控制在1150℃-1250℃的原因是控制合适的奥氏体晶粒度和元素扩散程度，该温度取值过大的不利影响是奥氏体晶粒过大，过小不利影响是合金元素偏析过重。

S3步骤的目的是为了控制板条马氏体/残余奥氏体/碳化物复相显微组织的形成，第二次加热温度为800℃-950℃的原因是将S2得到组织重新奥氏体化，合适的奥氏体化温度可以获得初始的良好组织。

保温时间为2h-48h的原因是充分均匀化奥氏体组织。

作为一种可选的实施方式，钢坯的制备方法包括：

S1.1.获得原料，原料按配比制得，配比如下：以质量分数计为：C：0.05％-0.25％、Si：0.20％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质；

S1.2.将原料进行冶炼、LF炉精炼、VD真空和连铸，获得钢坯。

作为一种可选的实施方式，控冷处理包括：将钎杆初品以20℃-35℃的冷却速率冷却至10℃-200℃，再升温至600℃-900℃，保温10min-480min，后冷却至室温。

控制冷却速率为20℃-35℃的目的是为了保证钢材获得完全的马氏体组织

冷却至10℃-200℃的目的是为了将钢冷却到马氏体温度以下；

再升温至600℃-900℃的目的是为了进行马氏体/残余奥氏体的组织比例调节；

保温10min-480min的目的是为了使残余奥氏体发生转变和碳化物析出。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的低碳中锰钢和中锰钎杆及制备方法进行详细说明。

实施例1

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.05％的C、0.20％的Si、5.0％的Mn，0.010％的P、0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为48mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1150℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至800℃，保温2小时，之后以20℃的冷却速率冷到10℃，然后再升温至600℃，保温10分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

实施例2

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.10％的C、1.0％的Si、9.0％的Mn，0.010％的P、不高于0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为52mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1250℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至900℃，保温48小时，之后以35℃的冷却速率冷到200℃，然后再升温至750℃，保温480分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

实施例3

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.25％的C、2.0％的Si、7.0％的Mn，0.010％的P、0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为48-52mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1200℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至925℃，保温25小时，之后以27℃的冷却速率冷到100℃，然后再升温至820℃，保温200分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

对比例1

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.01％的C、0.1％的Si、9.0％的Mn，0.010％的P、不高于0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为52mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1250℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至900℃，保温48小时，之后以35℃的冷却速率冷到200℃，然后再升温至750℃，保温480分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

对比例2

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.30％的C、2.5％的Si、9.0％的Mn，0.010％的P、不高于0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为52mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1250℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至900℃，保温48小时，之后以35℃的冷却速率冷到200℃，然后再升温至750℃，保温480分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

对比例3

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.10％的C、1.0％的Si、9.0％的Mn，0.010％的P、不高于0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为52mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1000℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至700℃，保温48小时，之后以5℃的冷却速率冷到300℃，然后再升温至1000℃，保温480分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

对比例4

一种低碳中锰钢，含有的化学成分及其质量百分比为：0.10％的C、1.0％的Si、9.0％的Mn，0.010％的P、不高于0.001％的S,余量为Fe和不可避免的杂质；

经电炉或转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空→连铸→中心钻孔后装芯材，得到低碳中锰钢方钢，尺寸为150×150mm，中心孔直径为52mm。在精炼过程中，钢水的P的质量百分比不高于0.015，S的质量百分比不高于0.005，[H]和[O]含量分别小于1.5ppm和15ppm；连铸出的方坯中心钻孔后装芯材。将得到的带芯材中锰方钢加热至1300℃保温，之后经过热轧→定径→缓慢冷却至室温→抽芯，得到钎杆；将得到后的钎杆加热至1000℃，保温48小时，之后以50℃的冷却速率冷到5℃，然后再升温至500℃，保温480分钟，之后再冷却至室温，得到含有板条马氏体/残余奥氏体/碳化物的钎杆。

实验例：

将实施例1-5和对比例1-6制得的钎杆进行性能检测，测试结果如下表所示。

	抗拉强度	屈服强度	延伸率	强塑积
					实施例1	1250	900	25	31
实施例2	1300	950	20	26
					实施例3	1350	1000	20	27
对比例1	1000	800	15	15
					对比例2	1500	1300	5	7.5
对比例3	900	800	10	9
					对比例4	1000	900	8	8

从实施例1-3中数据可知：采用本申请实施例提供的方法制备的钎杆的抗拉强度大于1250Mpa，屈服强度大于900Mpa，延伸率大于20％，强塑积25-35GPa·％，强韧性好，能满足钎杆的需求，使用寿命长，而从对比例1、对比例2和实施例数据可知：本发明申请的化学成分才能获得合适的强塑积；通过对比例3、对比例4和实施例数据可知：在本发明申请的化学成分下需要与制备方法匹配才能获得合适的强塑积。

附图详细说明：

图2是本实施例2提供的钎杆显微组织扫描电镜图，由图可知：得到的中锰钢的显微组织为板条马氏体、残余奥氏体和碳化物的复相组织；

图3是本实施例3提供的钎杆显微组织扫描电镜图，有图可知：得到的中锰钢的显微组织为板条马氏体、残余奥氏体和碳化物的复相组织；

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例提供的低碳中锰钢，以Mn为主要合金元素，无需添加Ni，Mo等元素，合金成本低；

(2)本发明实施例制得的钎杆与传统钎杆相比，抗拉强度大于1250Mpa，屈服强度大于900Mpa，延伸率大于20％，强塑积25-35GPa·％，强韧性好，能满足钎杆的需求，使用寿命长；

(3)本发明实施例提供的低碳中锰钢，能够利用现有的钎杆热处理工装设备，热处理工艺简单可行。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种低碳中锰钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量分数计为：

C：0.05％-0.25％、Si：0.20％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种低碳中锰钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量分数计为：

C：0.05％-0.10％、Si：0.20％-1.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的低碳中锰钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量分数计为：

C：0.10％-0.25％、Si：1.0％-2.0％、Mn：5.0％-9.0％、P：≤0.010％、S：≤0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的低碳中锰钢，其特征在于，以质量分数计，所述钢的H含量小于1.5ppm，所述钢的O含量小于10ppm。

5.根据权利要求1所述的低碳中锰钢，其特征在于，所述钢的显微组织以体积分数计为：85-94％的板条马氏体，5-10％的残余奥氏体，1-5％的碳化物。

6.根据权利要求5所述的低碳中锰钢，其特征在于，所述板条马氏体的宽度为0.2-0.6μm，所述残余奥氏体的等效晶粒尺寸为120-460nm，所述碳化物的尺寸为20-100nm。

7.一种中锰钎杆，其特征在于，所述中锰钎杆的制备材料采用如权利要求1至6中任意一项所述的低碳中锰钢。

8.一种中锰钎杆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

获得如权利要求1至6中任意一项所述的低碳中锰钢的钢坯；

将所述钢坯进行中心钻孔、装芯材；获得低碳中锰钢的方钢；

将所述方钢进行第一次加热，后进行热轧、定径、冷却和抽芯，获得钎杆初品；所述第一次加热的温度控制在1150℃-1250℃；

将所述钎杆初品进行第二次加热、保温和控冷处理，获得中锰钎杆；所述第二次加热的温度为800℃-950℃，所述保温的时间为2h-48h。

9.根据权利要求8所述的中锰钎杆的制备方法，其特征在于，所述钢坯的制备方法包括：

获得原料，所述原料按配比制得；

将所述原料进行冶炼、LF炉精炼、VD真空和连铸，获得所述钢坯。

10.根据权利要求8所述的中锰钎杆的制备方法，其特征在于，所述控冷处理包括：

将钎杆初品以20℃-35℃的冷却速率冷却至10℃-200℃，再升温至600℃-900℃，保温10min-480min，后冷却至室温。

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