CN114182176B - 一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法。本发明通过原料中成分配比设计，采用细晶元素使产品晶粒细化，沉淀强化，通过锻造制坯和辗环，使产品位错强化，最后经性能热处理，制备的低合金钢环锻件可以满足高强高韧性等性能要求，使产品一次校验率达到100％，避免了返工返修带来的能源浪费，缩短了生产周期和制造成本。

Description

一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法
技术领域
本发明涉及锻件制造技术领域，特别涉及一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法。
背景技术
低合金高强度结构钢Q460E为GB/T 1591-2018标准中的材料，其力学性根据产品公称厚度需满足标准中表7或表9、表8和表11中的要求。Q460E由于是低碳低合金钢，具有良好的加工性能和焊接性能，主要运用在工程机械，造船和钢结构等领域。然而，很多造船厂生产的船上用品都需要经过船级社认证，如CCS、BV、ABS、RINA、LR，为保证产品高质量，其力学性能不是按公称厚度进行验收，而是按照船级社检验规范进行认证或需方指定的力学性能验收，一般都远高于国家或行业标准，生产难度巨大，其力学性能满足：抗拉强度550-720Mpa，屈服强度≥460Mpa，延伸率≥17％，断面收缩率≥25％，AKv冲击功(-40℃)≥34J。由于国内钢厂是按照需方提供的标准进行炼钢，只负责成分满足订货要求，并不保证产品的机械性能，而GB/T1591-2018中，对Q460E的要求只规定了主元素的上限要求，无下限规定，因此，对于高强高韧性低合金钢不能按照标准进行采购，考虑到市场竞争和经济性，如何解决采用低合金高强度结构钢Q460E生产的环锻件易出现抗拉强度、屈服强度、低温冲击不合格，不稳定的问题，是本领域研究的重点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法。本发明通过微合金设计，采用细晶元素使产品晶粒细化，沉淀强化。通过锻造制坯和辗环，使产品位错强化，最后经性能热处理，满足高强高韧性等性能要求，合格交付。
本发明的技术方案如下：
一种高强高韧性低合金钢环锻件，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，所述钢水以重量百分比计，包括如下组分：C：0.15～0.18％，Mn：1.25～1.50％，P：≤0.012％，S：≤0.008％，Si：≤0.15～0.35％，Cr：0.1～0.3％，Mo：≤0.10％，Ni：0.20～0.40％，Cu：≤0.20％，V：0.05～0.10％，Nb：≤0.050％，Ti：≤0.030％，Alt：0.02～0.04％，Als：≥0.015％，Sn：≤0.008％，As：≤0.008％，Sb：≤0.003％，Bi：≤0.010％，Pb：≤0.010％，余量为Fe和杂质；
所述低合金钢环锻件中气体成分满足：H：≤1.5ppm，O：≤20ppm，N：≤150ppm；
所述低合金钢环锻件的碳当量CEV≤0.48％；
所述钢水的成分满足Nb+V+Ti≤0.18％；Mo+Cr≤0.30％。
进一步地，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.15％，Mn：1.35％，P：0.009％，S：0.004％，Si：0.25％，Cr：0.16％，Mo：0.02％，Ni：0.31％，Cu：0.08％，V：0.058％，Nb：0.004％，Ti：0.002％，Alt：0.024％，Als：0.020％，Sn：0.005％，As：0.005％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.1ppm，O：15ppm，N：56ppm。所述低合金环锻件的CEV＝0.45％，所述钢水的成分满足Nb+V+Ti＝0.064％，Mo+Cr＝0.18％。
进一步地，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.16％，Mn：1.36％，P：0.010％，S：0.004％，Si：0.27％，Cr：0.16％，Mo：0.02％，Ni：0.25％，Cu：0.06％，V：0.059％，Nb：0.005％，Ti：0.002％，Alt：0.029％，Als：0.029％，Sn：0.004％，As：0.006％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.2ppm，O：14ppm，N：58ppm。所述低合金环锻件的CEV＝0.46％，所述钢水的成分满足Nb+V+Ti＝0.066％，Mo+Cr＝0.18％。
进一步地，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.17％，Mn：1.39％，P：0.008％，S：0.003％，Si：0.27％，Cr：0.16％，Mo：0.01％，Ni：0.25％，Cu：0.09％，V：0.062％，Nb：0.004％，Ti：0.001％，Alt：0.026％，Als：0.020％，Sn：0.006％，As：0.005％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.1ppm，O：14ppm，N：55ppm。所述低合金环锻件的CEV＝0.47％，所述钢水的成分满足Nb+V+Ti＝0.067％，Mo+Cr＝0.17％。
一种所述高强高韧性低合金钢环锻件的制造方法，包括如下步骤：
(1)将钢锭冷锯水口，水口去除率≥5％；
(2)置于燃气炉进行分段式加热处理后，收冒口，去掉冒口；
(3)采用三镦两拔方式开坯，冲孔，得到冲孔的钢锭；
(4)将步骤(3)冲孔的钢锭通过马架扩孔，碾环得到环锻件粗品；
(5)将步骤(4)得到的环锻件粗品进行热处理，冷却得到高强高韧性低合金钢环锻件。
进一步地，步骤(2)中，所述分段式加热处理为两段或三段式加热处理；两段式加热处理的过程为：先以≤100℃/h升温至800-900℃，保温3-5h后，再以≤150℃/h升温至1240-1280℃，保温4-5h；所述三段式加热处理的过程为：先以≤150℃/h升温至600-650℃，保温2-4h后，再以≤100℃/h的速度升温至800-900℃，保温4-6h，最后以≤150℃/h升温至1240-1280℃，保温5-8h。
进一步地，步骤(3)中，所述三镦两拔的具体过程为：先将钢锭竖立镦粗，镦粗比为1.8-2.2，然后将钢锭旋转90°放平进行拔长，拔长比为1.5-1.8；再将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗比为2-2.3，之后将钢锭旋转90°放平再次拔长，拔长比为1.6-2.0，最后将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗至钢锭的高度为辗环前钢锭的高度+20mm。
进一步地，步骤(4)中，所述马架扩孔是将钢锭的内孔直径扩至800-1500mm。
进一步地，步骤(5)中，所述热处理包括正火、冷却、回火。
进一步地，所述正火为：先以≤120℃/h升温至890-930℃保温，保温时间为环锻件粗品的有效公称厚度mm*(1.8-2.0)min/mm；所述冷却为先水冷后空气冷却，空气冷却时的返温温度≤150℃；所述回火是以≤120℃/h升温至560-600℃保温，保温时间为环锻件粗品的有效公称厚度mm*(2.25-2.5)min/mm。
进一步地，步骤(2)中，去掉冒口是采用热割垛冒口或冷锯冒口。
本发明采用三镦两拔进行开坯锻造，每工步锻比≥1.7，总锻比≥6。
进一步地，步骤(3)中，所述冲孔时料损按钢锭重量的1.5-2.0％计算。
本发明通过C元素和钢中的合金元素形成的碳化物，是钢中最主要的强化项，能显著提高强度，而且价格低廉，因此将C元素含量控制在本领域所用含量的中上限。Mn元素对奥氏体和铁素体都有较强的固溶强化作用，降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，提高钢的淬透性、强度。Si是钢在冶炼中常用的脱氧剂，将Si控制太低，会增加冶炼成本；同时，Si具有提高钢的淬透性和抗回火性；Si含量较高时会影响钢的焊接性能，甚至导致冷脆。Cr元素增加钢的淬透性并有二次硬化作用，所以在残余元素含量的要求范围内添加一些，且Cr元素价格便宜，对总体成本影响较少。Ni能提高钢的淬透性，同时能组织晶粒长大而细化铁素体晶粒，在强度相同的条件下，提高了钢的塑性和韧性，尤其是低温韧性。但由于Ni元素价格贵，所以少许添加。Nb元素能显著提高钢的淬透性，微量Nb可以在不影响钢的塑性和韧性的情况下提高钢的强度，由于Nb元素细化晶粒的作用，可以提高钢的冲击韧性和降低其脆性转变温度。V元素固溶于奥氏体中能提高钢的淬透性，提高钢的耐回火性并有强烈的二次硬化作用；有细化晶粒的作用，对低温冲击韧性有利。Al元素作为脱氧剂加入钢水中，由于钢水中含有残余的氮，会生产AlN，生成的AlN有阻碍晶粒长大的作用；Al元素对淬透性影响不显著。P元素具有较强的冷作硬化强度，能提高耐大气腐蚀能力，改善钢的切削性能。但在钢中会导致偏析严重，增加钢的回火脆性和冷脆敏感性，同时P元素可以促进晶粒的长大，所以P元素含量尽量控制低。S元素可以改善钢的切削性能，但在钢中偏析严重，恶化钢的性能，如以低熔点的FeS形式存在时，导致钢的热脆现象发生，因此，为了防止因S元素导致的热脆，需要较高的Mn，而Mn在钢中与S元素生成的MnS夹杂物，通常被认为是有害的。因此，S元素含量尽量控制低。五大危害元素为Pb(铅)、Sn(锡)、As(砷)、Sb(锑)、Bi(铋)。首先，它们的熔点与钢的熔点相比较低，是低熔元素，当钢水凝固了，其还是液态，几乎都不溶于基体，而分布在晶界上；其次，当它们含量超过一定限度，都会明显降低高温机械性能，增加钢的高温脆性，降低钢的强度和韧性，使钢变脆；再次，五大危害元素往往共生于一体，造成严重的偏析，使钢变脆，因此，五大危害元素的含量尽量低。本发明中控制的五大危害元素范围由于现在钢厂设备先进，能够满足。
本发明有益的技术效果在于：
(1)本发明根据原料中成分的作用不同，通过微合金成分的控制设计，降低了生产成本，具有非常强的市场竞争优势；本发明所用原料是低合金高强度结构钢，主要成分是C、Si、Mn和冶炼时带来的残余元素，如P、S等，即通过控制各元素的合金成分，既保证了材料的强度，又保证了材料的低温韧性。
(2)本发明通过设计锻造开坯工艺，匹配合适的热处理工艺，保障了所制备的环锻件的质量，使产品一次校验率达到100％，避免了返工返修带来的能源浪费，缩短了生产周期和制造成本。
(3)本发明通过三镦两拔进行开坯锻造，材料在高温下变形，变形中产生的位错能够在热加工过程中通过滑移和攀移等方式运动，使部分位错消失，部分重新排列，奥氏体出现回复。变形量超过临界变形量时发生动态再结晶。因此，圆环状毛坯锻件锻后需冷至350℃以下再装炉做热处理。晶粒粗大对力学性能的影响表现在降低塑性，尤其是降低冲击韧性，对低温冲击韧性的不良影响尤为显著。
(4)本发明结合低合金高强度钢主要的强化机制中的固溶强化、珠光体相对量的增加，晶粒细化、位错强化来实现高强高韧性低合金钢环锻件。将钢加热至完全奥氏体化后，P、Si、Mn、Ni、Mo、V、Cr能固溶于铁素体，能提高强度。Nb、V对晶粒细化，Al与N结合既细化晶粒又将大部分N去除形成AlN，这些细小弥散分布的碳化物、氮化物能够有效的阻碍位错运动，起到弥散强化的作用。回火可以降低和消除正火入水快冷引起的残余内应力，回火温度过高，所添加的合金元素强化作用不足以满足强度要求，因此，本发明结合实际生产中数据的积累，确定了适宜的回火温度范围。
附图说明
图1为本发明高强高韧性低合金钢环锻件制造流程图。
图2为本发明高强高韧性低合金钢环锻件热处理工艺图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
一种高强高韧性低合金钢环锻件，所述环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下组分：C：0.15％，Mn：1.35％，P：0.009％，S：0.004％，Si：0.25％，Cr：0.16％，Mo：0.02％，Ni：0.31％，Cu：0.08％，V：0.058％，Nb：0.004％，Ti：0.002％，Alt：0.024％，Als：0.020％，Sn：0.005％，As：0.005％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.1ppm，O：15ppm，N：56ppm；
所述低合金环锻件的CEV＝0.45％，所述钢水中各成分满足：Nb+V+Ti＝0.064％，Mo+Cr＝0.18％。
所述低合金钢环锻件的制备方法包括如下步骤：
(1)用锯床，将钢锭冷锯水口，水口去除率5％；
(2)将钢锭置于燃气炉进行分段式加热处理，所述分段式加热处理为三段式加热处理：先以100℃/h升温至650℃，保温3h后，再以80℃/h的速度升温至850℃，保温4h，最后以150℃/h升温至1250℃，保温6h。
收冒口后，用剁刀去掉冒口；
(3)采用三镦两拔方式开坯，所述三镦两拔的具体过程为：先将钢锭竖立镦粗，镦粗比为2.0，然后将钢锭旋转90°放平进行拔长，拔长比为1.8；再将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗比为2.2，之后将钢锭旋转90°放平再次拔长，拔长比为1.7，最后将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗至钢锭的高度为辗环前钢锭的高度+20mm。冲孔，得到冲孔的钢锭；
(4)将冲孔的钢锭进行马架扩孔将钢锭的内孔直径扩至1000mm然后将钢锭放平，平整端面至辗环前钢锭的设计尺寸；1250℃下回炉保温，保温的时间按照有效公称厚度进行计算，以0.2min/mm进行保温，然后碾环，轧制至所需尺寸；
(5)然后按表1的条件进行热处理，冷却得到高强高韧性低合金钢环锻件。
实施例2
实施例2与实施例1相同，不同仅在于环锻件制备方法的步骤(5)中所用热处理条件，实施例2的热处理条件如表1所示。
实施例3
一种高强高韧性低合金钢环锻件，所述环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下组分：C：0.16％，Mn：1.36％，P：0.010％，S：0.004％，Si：0.27％，Cr：0.16％，Mo：0.02％，Ni：0.25％，Cu：0.06％，V：0.059％，Nb：0.005％，Ti：0.002％，Alt：0.029％，Als：0.029％，Sn：0.004％，As：0.006％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.2ppm，O：14ppm，N：58ppm；
所述低合金环锻件的CEV＝0.46％，所述钢水中各成分满足：
Nb+V+Ti＝0.066％，Mo+Cr＝0.18％。
所述低合金钢环锻件的制备方法包括如下步骤：
(1)用锯床，将钢锭冷锯水口，水口去除率5.5％；
(2)将钢锭置于燃气炉进行分段式加热处理，所述分段式加热处理为两段式加热处理：先以90℃/h升温至850℃，保温3h后，再以120℃/h升温至1250℃，保温4h；收冒口后，用剁刀去掉冒口；
(3)采用三镦两拔方式开坯，所述三镦两拔的具体过程为：先将钢锭竖立镦粗，镦粗比为1.8，然后将钢锭旋转90°放平进行拔长，拔长比为1.5；再将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗比为2，之后将钢锭旋转90°放平再次拔长，拔长比为1.6，最后将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗至钢锭的高度为辗环前钢锭的高度+20mm。冲孔，得到冲孔的钢锭；
(4)将冲孔的钢锭进行马架扩孔将钢锭的内孔直径扩至800mm然后将钢锭放平，平整端面至辗环前钢锭的设计尺寸；回炉保温，保温的时间按照有效公称厚度进行计算，以0.15min/mm进行保温，然后碾环，轧制至所需尺寸；
(5)然后按表1的条件进行热处理，冷却得到高强高韧性低合金钢环锻件。
实施例4
实施例4与实施例3相同，不同仅在于环锻件制备方法的步骤(5)中所用热处理条件，实施例4的热处理条件如表1所示。
实施例5
一种高强高韧性低合金钢环锻件，所述环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下组分：C：0.17％，Mn：1.39％，P：0.008％，S：0.003％，Si：0.27％，Cr：0.16％，Mo：0.01％，Ni：0.25％，Cu：0.09％，V：0.062％，Nb：0.004％，Ti：0.001％，Alt：0.026％，Als：0.020％，Sn：0.006％，As：0.005％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.1ppm，O：14ppm，N：55ppm；
所述低合金环锻件的CEV＝0.47％，所述钢水中各成分满足：Nb+V+Ti＝0.067％，Mo+Cr＝0.17％。
所述低合金钢环锻件的制备方法包括如下步骤：
(1)用锯床，将钢锭冷锯水口，水口去除率5％；
(2)将钢锭置于燃气炉进行分段式加热处理，所述分段式加热处理为三段式加热处理；所述三段式加热处理是先以90℃/h升温至600℃，保温4h后，再以100℃/h的速度升温至850℃，保温5h，最后以130℃/h升温至1250℃，保温8h。
收冒口后，用剁刀掉冒口；
(3)采用三镦两拔方式开坯，所述三镦两拔的具体过程为：先将钢锭竖立镦粗，镦粗比为2.2，然后将钢锭旋转90°放平进行拔长，拔长比为1.5；再将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗比为2.3，之后将钢锭旋转90°放平再次拔长，拔长比为2.0，最后将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗至钢锭的高度为辗环前钢锭的高度+20mm。冲孔，得到冲孔的钢锭；
(4)将冲孔的钢锭进行马架扩孔将钢锭的内孔直径扩至1500mm然后将钢锭放平，平整端面至辗环前钢锭的设计尺寸；回炉保温，保温的时间按照有效公称厚度进行计算，以0.2min/mm进行保温，然后碾环，轧制至所需尺寸；
(5)然后按表1的条件进行热处理，冷却得到高强高韧性低合金钢环锻件。
实施例6
实施例6与实施例5相同，不同仅在于环锻件制备方法的步骤(5)中所用热处理条件，实施例6的热处理条件如表1所示。
表1
Figure BDA0003394394370000081
Figure BDA0003394394370000091
测试例：
按照各大船级社船检要求或相关国家标准对实施例1-6制备的低合金环锻件取样后，进行理化性能测试。按照GB/T228用万能试验机测定拉伸强度、测定屈服强度、测定伸长率、测定收缩率；按照GB/T229用冲击试验机测定冲击功；用布氏硬度机测定硬度，测试结果如表2所示，测试合格方可按图施工。
表2
Figure BDA0003394394370000092
由表2可知，正火快冷加回火热处理能够满足产品最终的技术要求，其中最适合的正火温度为930℃，回火温度为570℃，即淬火温度高一点，回火温度低一点，稳定性更佳。
本发明所述的钢的成分组成，经过匹配的热处理工艺，能够满足产品高强度、高屈服、高冲击韧性的要求。本发明内控成分不会对原材料价格涨幅较大，但后期实际生产产品的一次合格率将大大提升，节约了成本和缩短了产品交付周期，提高了市场竞争力。
本发明具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，凡是利用本发明说明书内容所作出的等效结构或等效流程变化，或直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.15～0.18％，Mn：1.25～1.50％，P：≤0.012％，S：≤0.008％，Si：≤0.15～0.35％，Cr：0.1～0.3％，Mo：≤0.10％，Ni：0.20～0.40％，Cu：≤0.20％，V：0.05～0.10％，Nb：≤0.050％，Ti：≤0.030％，Alt：0.02～0.04％，Als：≥0.015％，Sn：≤0.008％，As：≤0.008％，Sb：≤0.003％，Bi：≤0.010％，Pb：≤0.010％，余量为Fe和杂质；
所述低合金钢环锻件中气体成分满足：H：≤1.5ppm，O：≤20ppm，N：≤150ppm；
所述低合金钢环锻件的碳当量CEV≤0.48％；
所述钢水的成分满足Nb+V+Ti≤0.18％；Mo+Cr≤0.30％；
所述高强高韧性低合金钢环锻件的制造方法，包括如下步骤：
(1)将钢锭冷锯水口，水口去除率≥5％；
(2)置于燃气炉进行分段式加热处理后，去掉冒口；
(3)采用三镦两拔方式开坯，冲孔，得到冲孔的钢锭；
(4)将步骤(3)冲孔的钢锭通过马架扩孔，碾环得到环锻件粗品；
(5)将步骤(4)得到的环锻件粗品进行热处理，冷却得到高强高韧性低合金钢环锻件；
步骤(3)中，所述三镦两拔的具体过程为：先将钢锭竖立镦粗，镦粗比为1.8-2.2，然后将钢锭旋转90°放平进行拔长，拔长比为1.5-1.8；再将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗比为2-2.3，之后将钢锭旋转90°放平再次拔长，拔长比为1.6-2.0，最后将钢锭旋转90°竖立并进行镦粗，镦粗至钢锭的高度为辗环前钢锭的高度+20mm；
步骤(5)中，所述热处理包括正火、冷却、回火；
所述正火为：先以≤120℃/h升温至890-930℃保温，保温时间为环锻件粗品的有效公称厚度mm*(1.8-2.0)min/mm；所述冷却为先水冷后空气冷却，空气冷却时的返温温度≤150℃；所述回火是以≤120℃/h升温至560-600℃保温，保温时间为环锻件粗品的有效公称厚度mm*(2.25-2.5)min/mm。
2.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.15％，Mn：1.35％，P：0.009％，S：0.004％，Si：0.25％，Cr：0.16％，Mo：0.02％，Ni：0.31％，Cu：0.08％，V：0.058％，Nb：0.004％，Ti：0.002％，Alt：0.024％，Als：0.020％，Sn：0.005％，As：0.005％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.1ppm，O：15ppm，N：56ppm。
3.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.16％，Mn：1.36％，P：0.010％，S：0.004％，Si：0.27％，Cr：0.16％，Mo：0.02％，Ni：0.25％，Cu：0.06％，V：0.059％，Nb：0.005％，Ti：0.002％，Alt：0.029％，Als：0.029％，Sn：0.004％，As：0.006％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.2ppm，O：14ppm，N：58ppm。
4.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：C：0.17％，Mn：1.39％，P：0.008％，S：0.003％，Si：0.27％，Cr：0.16％，Mo：0.01％，Ni：0.25％，Cu：0.09％，V：0.062％，Nb：0.004％，Ti：0.001％，Alt：0.026％，Als：0.020％，Sn：0.006％，As：0.005％，Sb：0.001％，Bi：0.0010％，Pb：0.001％，余量为Fe和杂质；
所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：H：1.1ppm，O：14ppm，N：55ppm。
5.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，步骤(2)中，所述分段式加热处理为两段或三段式加热处理；两段式加热处理的过程为：先以≤100℃/h升温至800-900℃，保温3-5h后，再以≤150℃/h升温至1240-1280℃，保温4-5h；所述三段式加热处理的过程为：先以≤150℃/h升温至600-650℃，保温2-4h后，再以≤100℃/h的速度升温至800-900℃，保温4-6h，最后以≤150℃/h升温至1240-1280℃，保温5-8h。
6.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，步骤(4)中，所述马架扩孔是将钢锭的内孔直径扩至800-1500mm。
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