CN114657469B - 一种CrMnTi系齿轮钢及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种CrMnTi系齿轮钢及其制备方法与应用，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.18‑0.19wt％，Si 0.23‑0.27wt％，Mn0.93‑0.97wt％，Cr 1.14‑1.16wt％，Al 0.03‑0.04wt％，Ti 0.065‑0.075wt％，B≤0.0003wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。本发明提供的CrMnTi系齿轮钢，通过各元素的搭配组合以及窄成分控制，调控连铸工艺以及铸坯加热制度参数，有效提高了CrMnTi系齿轮钢的淬透性以及晶粒度，能够满足其作为机械设备动力传动部件的高性能要求。

Description

一种CrMnTi系齿轮钢及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种齿轮钢，具体涉及一种CrMnTi系齿轮钢及其制备方法与应用。
背景技术
齿轮作为发动机、变速箱等设备的关键动力传动部件，广泛应用于汽车、铁路、船舶、工程机械等现代工业设备中。齿轮钢通常采用特殊合金钢，而淬透性是衡量齿轮钢性能的关键指标之一。淬透性带越窄、离散度越小越有利于齿轮的加工，从而提高啮合精度。
CN 102618792A公开了一种工程机械用高强度耐磨钢及其制备方法。所述钢的成份按重量计为：C：0.15-0.30％、Si：0.20-0.65％、Mn：1.20-1.60％、S≤0.010％、P≤0.020％、B：0.0010-0.0040％、Cr：0.30-1.00％、V：0.030-0.080％、Al：0.015-0.050％、[N]：80-200×10-6、[H]≤2×10-6、[O]≤40×10-6，其余为Fe和不可避免的杂质。该发明的钢具有较高的力学性能且成本低，可用于制作要求高强度、高耐磨性能的工程、采矿、建筑等行业的机械产品。但该发明提供的钢不适用作传动零部件，且未表明该钢的淬透性能能否满足使用要求。
CN 109371332A公开了一种16MnCrS5齿轮钢及其生产方法，其包括按重量百分数计的如下元素：C：0.14-0.19％、Mn：1.00-1.30％、Cr：1.00-1.20％、Si：≤0.25％、Ni：0.10-0.40％、N：0.0060-0.0150％、Al：0.020-0.045％，余量为铁和不可避免的杂质元素，其中，P：≤0.020％、S：0.020-0.040％、As≤0.04％、Sn≤0.02％、Sb≤0.010％、Pb≤0.008％、Bi≤0.010％、B≤0.0003％、Nb≤0.01％、Ti≤0.01％、[O]≤15×10-6。该发明公开的齿轮钢具有低成本，高纯净度、窄淬透性、高疲劳强度，性能稳定。但所述齿轮钢晶粒度等级与淬透性仍有待进一步提升。
CN 102226254A公开了一种高强高韧耐蚀高温轴承齿轮钢及制备方法，该轴承齿轮钢化学元素重量百分配比为：C：0.10-0.22％，Mn：≤0.5％，Si：≤0.5％，Cr：12.0-15.0％，Ni：1.50-3.00％，Mo：4.00-6.00％，V：0.50-0.90％，Co：12.0-15.0％，W：0.30-2.00％，Nb：0.02-0.08％，其中V/Nb：25-35，Mo/W：6-12，Co/Mo：2-3，Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb≤52％，40C+2Mn+4Ni+30N+2Co≥42％，[O]+[N]+[H]≤0.0040％。余量为Fe及不可避免的杂质，可以满足服役过程中承受高温及腐蚀环境作用的新一代轴承齿轮钢的要求。但该发明提供的齿轮钢末端淬透性带宽较大，且Cr的含量较高增加了生产成本。
针对现有技术的不足，需要提供一种具有窄淬透性带宽、晶粒度均匀细化的齿轮钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CrMnTi系齿轮钢及其制备方法与应用，通过各成分的搭配组合、窄范围、残余元素含量控制以及连铸工艺参数调整，所述CrMnTi系齿轮钢的淬透性带宽≤4HRC的优异性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种CrMnTi系齿轮钢，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.18-0.19wt％，Si 0.23-0.27wt％，Mn 0.93-0.97wt％，Cr 1.14-1.16wt％，Al 0.03-0.04wt％，Ti 0.065-0.075wt％，B≤0.0003wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
本发明提供的CrMnTi系齿轮钢，结合多元素含量搭配协同作用，控制杂质含量降到最低，有效提高了钢体的淬透性以及晶粒度，能够满足CrMnTi系齿轮钢的高质量以及高性能要求。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中C的质量百分含量为0.18-0.19wt％，例如可以是0.18wt％、0.182wt％、0.185wt％、0.188wt％或0.19wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
C元素为经济的强化元素，本发明控制的C含量范围可以保证齿轮钢在淬火回火后具有良好的强韧性，C含量过高或过低，对钢体性能会产生不利影响。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中Si的质量百分含量为0.23-0.27wt％，例如可以是0.23wt％、0.24wt％、0.25wt％、0.26wt％或0.27wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
Si元素的引入可以提高钢体的力学性能以及淬透性，且可以提高钢的冷变形硬化率从而增强钢体的耐磨性，但Si的含量过高会降低钢体韧性，因此本发明将其控制在0.23-0.27wt％。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中Mn的质量百分含量为0.93-0.97wt％，例如可以是0.93wt％、0.94wt％、0.95wt％、0.96wt％或0.97wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
Mn元素可以提高钢体的力学性能以及淬透性，且可以提高Si和Al的脱氧效果，本发明将Mn控制在0.93-0.97wt％。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中Cr的质量百分含量为1.14-1.16wt％，例如可以是1.14wt％、1.145wt％、1.15wt％、1.155wt％或1.16wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
Cr元素可以提高钢体的淬透性以及耐腐蚀性，本发明将Cr元素控制在1.14-1.16wt％，可以保证Cr元素的添加对钢体的性能产生正向影响。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中Al的质量百分含量为0.03-0.04wt％，例如可以是0.03wt％、0.032wt％、0.035wt％、0.038wt％或0.04wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
Al元素作为脱氧剂，同时可以起到细化晶粒的作用，但其含量过高，容易在钢体中产生非金属夹杂物，对钢的疲劳寿命极为不利，因此本发明将其含量控制在0.03-0.04wt％。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中Ti的质量百分含量为0.065-0.075wt％，例如可以是0.065wt％、0.068wt％、0.07wt％、0.072wt％或0.075wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
Ti元素可以细化晶粒，但其含量过高会提高成本且形成大块TiN化合物，对钢体质量及晶粒细化产生不利影响，本发明将其含量控制在0.065-0.075wt％。
本发明所述CrMnTi系齿轮钢中B的质量百分含量≤0.0003wt％，例如可以是0.0003wt％、0.00025wt％、0.0002wt％、0.00015wt％、0.0001wt％或0.00005wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.0001-0.0003wt％。
微量B元素引入可以显著提高钢体的淬透性，且可以取代Ni、Mo等贵金属，同时可以抑制晶界脆性断裂。本发明将其含量控制在≤0.0003wt％。
优选地，所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.08-2.12wt％，例如可以是2.08wt％、2.09wt％、2.1wt％、2.11wt％或2.12wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
Mn、Cr为钢中影响淬透性的主要元素，成分波动会影响钢材淬透性的波动，因此限定Cr+Mn的总质量百分含量范围，目的为减小淬透性值波动。
优选地，所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.096-0.114wt％，例如可以是0.096wt％、0.1wt％、0.105wt％、0.11wt％或0.114wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明限定Al元素与Ti元素，能够充分利用钢中的N元素，形成AlN，TiN等，能够钉扎晶界，起到细化晶粒的作用。
优选地，以质量百分含量计，所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.01-0.014wt％。
所述不可避免的杂质中P≤0.015wt％，例如可以是0.015wt％、0.012wt％、0.01wt％、0.008wt％、0.005wt％或0.002wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
所述不可避免的杂质中S的质量百分含量S≤0.01wt％，例如可以是0.01wt％、0.008wt％、0.005wt％或0.002wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
所述不可避免的杂质中N的质量百分含量为0.01-0.014wt％，例如可以是0.01wt％、0.011wt％、0.012wt％、0.013wt％或0.014wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
杂质对钢体的强度以及洁净度影响较大，本发明通过组分的严格控制将所述不可避免的杂质含量降低，从而避免对钢的性能产生不利影响。
优选地，所述CrMnTi系齿轮钢的淬透性带宽≤4HRC。
本发明添加微量B元素，采用弱冷低拉速，并调整连铸过热度、铸坯加热工艺，促进钢中各元素的均质化，降低淬透值的波动，最终达到所述CrMnTi系齿轮钢的淬透性带宽≤4HRC。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的CrMnTi系齿轮钢的制备方法，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢。
本发明提供的制备方法，通过优化连铸生产工艺，严格控制加热制度中的各项参数，所得CrMnTi系齿轮钢的淬透性显著提高。
优选地，所述转炉冶炼的终点C含量为0.05-0.08wt％，例如可以是0.05wt％、0.055wt％、0.06wt％、0.065wt％、0.07wt％、0.075wt％或0.08wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述转炉冶炼的终点P含量≤0.015wt％，例如可以是0.015wt％、0.012wt％、0.01wt％、0.008wt％、0.005wt％或0.002wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述钢包精炼的白渣保持时间≥15min，例如可以是15min、16min、17min、18min、19min、20min、22min或25min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为15-20min。
优选地，所述真空脱气的真空时间≥15min，例如可以是15min、16min、17min、18min、19min、20min、22min或25min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为15-20min。
优选地，所述真空脱气的软吹时间≥20min，例如可以是20min、22min、24min、26min、28min或30min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为20-25min。
优选地，所述连铸的过热度为15-25℃，例如可以是15℃、18℃、20℃、22℃或25℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述连铸的拉速为0.85-0.95m/min，例如可以是0.85m/min、0.88m/min、0.9m/min、0.92m/min或0.95m/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述连铸的比水量为0.75-0.85L/kg，例如可以是0.75L/kg、0.78L/kg、0.8L/kg、0.82L/kg或0.85L/kg，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述加热的温度为1160-1230℃，例如可以是1160℃、1180℃、1200℃、1210℃或1230℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述加热的时间为150-260min，例如可以是150min、180min、210min、240min或260min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
通过控制加热时间及加热温度，采用高温扩散工艺，可以促进钢中各元素的均质化，降低淬透值的波动。
优选地，所述轧制的开轧温度为1080-1130℃，例如可以是1080℃、1090℃、1100℃、1110℃、1120℃或1130℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明第二方面所述制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.05-0.08wt％，终点P含量≤0.015wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间≥15min，优选为15-20min；
所述真空脱气的真空时间≥15min，优选为15-20min；软吹时间≥20min，优选为20-25min；
所述连铸的过热度为15-25℃；所述连铸的拉速为0.85-0.95m/min；所述连铸的比水量为0.75-0.85L/kg；
所述加热的温度为1160-1230℃；所述加热的时间为150-260min；
所述轧制的开轧温度为1080-1130℃。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的CrMnTi系齿轮钢的应用，所述CrMnTi系齿轮钢用于机械设备动力传动。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的CrMnTi系齿轮钢，通过各元素的搭配组合以及窄成分控制，调控连铸工艺以及铸坯加热制度参数，所述CrMnTi系齿轮钢的淬透性达到33-37HRC，淬透性带宽≤4HRC，晶粒度等级可达8级。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.185wt％，Si 0.25wt％，Mn 0.95wt％，Cr 1.15wt％，Al 0.035wt％，Ti0.07wt％，B 0.0003wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.1wt％；所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.105wt％；所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.012wt％。
所述CrMnTi系齿轮钢采用如下制备方法得到，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.07wt％，终点P含量为0.005wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间为18min；
所述真空脱气的真空时间为17min，软吹时间为22min；
所述连铸的过热度为20℃；所述连铸的拉速为0.9m/min；所述连铸的比水量为0.8L/kg；
所述加热的温度为1200℃；所述加热的时间为210min；
所述轧制的开轧温度为1100℃。
实施例2
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.182wt％，Si 0.24wt％，Mn 0.94wt％，Cr 1.14wt％，Al 0.031wt％，Ti0.065wt％，B 0.0002wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.08wt％；所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.096wt％；所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.011wt％。
所述CrMnTi系齿轮钢采用如下制备方法得到，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.06wt％，终点P含量为0.008wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间为17min；
所述真空脱气的真空时间为16min，软吹时间为23min；
所述连铸的过热度为18℃；所述连铸的拉速为0.88m/min；所述连铸的比水量为0.78L/kg；
所述加热的温度为1180℃；所述加热的时间为180min；
所述轧制的开轧温度为1090℃。
实施例3
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.188wt％，Si 0.26wt％，Mn 0.96wt％，Cr 1.16wt％，Al 0.039wt％，Ti0.075wt％，B 0.00025wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.12wt％；所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.114wt％；所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.013wt％。
所述CrMnTi系齿轮钢采用如下制备方法得到，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.075wt％，终点P含量为0.01wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间为16min；
所述真空脱气的真空时间为18min，软吹时间为21min；
所述连铸的过热度为22℃；所述连铸的拉速为0.92m/min；所述连铸的比水量为0.82L/kg；
所述加热的温度为1210℃；所述加热的时间为240min；
所述轧制的开轧温度为1120℃。
实施例4
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.18wt％，Si 0.23wt％，Mn 0.97wt％，Cr 1.155wt％，Al 0.03wt％，Ti0.065wt％，B 0.0001wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.125wt％；所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.095wt％；所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.01wt％。
所述CrMnTi系齿轮钢采用如下制备方法得到，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.05wt％，终点P含量为0.012wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间为15min；
所述真空脱气的真空时间为15min，软吹时间为20min；
所述连铸的过热度为15℃；所述连铸的拉速为0.85m/min；所述连铸的比水量为0.75L/kg；
所述加热的温度为1160℃；所述加热的时间为150min；
所述轧制的开轧温度为1080℃。
实施例5
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C 0.19wt％，Si 0.27wt％，Mn 0.93wt％，Cr 1.145wt％，Al 0.04wt％，Ti0.075wt％，B 0.00015wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.075wt％；所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.115wt％；所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.014wt％。
所述CrMnTi系齿轮钢采用如下制备方法得到，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.08wt％，终点P含量为0.015wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间为20min；
所述真空脱气的真空时间为20min，软吹时间为25min；
所述连铸的过热度为25℃；所述连铸的拉速为0.95m/min；所述连铸的比水量为0.85L/kg；
所述加热的温度为1230℃；所述加热的时间为260min；
所述轧制的开轧温度为1130℃。
实施例6
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述过热度为10℃外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述过热度为30℃外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述加热的温度为1150℃外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述加热的温度为1250℃外，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述加热的时间为130min外，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述加热的时间为280min外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述Al的质量百分含量为0.027wt％，所述Al+Ti的总质量百分含量为0.097wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述Al的质量百分含量为0.042wt％，所述Al+Ti的总质量百分含量为0.112wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述Ti的质量百分含量为0.06wt％，所述Al+Ti的总质量百分含量为0.095wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述Ti的质量百分含量为0.08wt％，所述Al+Ti的总质量百分含量为0.115wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供了一种CrMnTi系齿轮钢，与实施例1的区别在于，除所述B的质量百分含量为0.00035wt％外，其余均与实施例1相同。
性能质量测试
淬透性：将以上实施例以及对比例提供的CrMnTi系齿轮钢按GB/T 225标准检验，测试结果如表1所示；
晶粒度：将以上实施例以及对比例提供的CrMnTi系齿轮钢按ASTM E112标准检验，测试结果如表1所示。
表1
淬透性(HRC) 淬透性带宽(HRC) 晶粒度(级)
实施例1 33-36 ≤3HRC 8
实施例2 32-35 ≤3HRC 8
实施例3 32-35 ≤3HRC 8
实施例4 31-34 ≤3HRC 7.5
实施例5 31-34 ≤3HRC 8
实施例6 32-36 ≤4HRC 8
实施例7 33-37 ≤4HRC 7.5
实施例8 31-35 ≤4HRC 7.5
实施例9 33-37 ≤4HRC 7
实施例10 31-35 ≤4HRC 7.5
实施例11 32-36 ≤4HRC 7
对比例1 30-35 ≤5HRC 7
对比例2 31-36 ≤5HRC 7.5
对比例3 29-35 ≤6HRC 7
对比例4 30-36 ≤6HRC 7.5
对比例5 35-43 ≤8HRC 7.5
通过表1可以看出：本发明提供的CrMnTi系齿轮钢的淬透性可以达到33-37HRC，淬透性带宽≤4HRC，晶粒度等级可达8级；由实施例1与实施例2-5对比可知，通过控制B元素含量，且有效搭配其他成分，所述齿轮钢的淬透性提高；由实施例1与实施例6-11对比可知，所述连铸的过热度、所述加热温度以及加热时间过高或过低，齿轮钢的淬透性波动较大，其淬透性带宽变大，且晶粒度等级有所下降；由实施例1与对比例1-4对比可知，Al含量以及Ti含量超过优选范围，钢体的淬透性波动较大，且晶粒变粗，晶粒度等级明显降低；由实施例1与对比例5对比可知，B含量过高，钢体淬透性有所提升，但整体波动性较大。
综上所述，本发明提供的CrMnTi系齿轮钢，通过各元素的搭配组合以及窄成分控制，调控连铸工艺以及铸坯加热制度参数，所述CrMnTi系齿轮钢的淬透性达到33-37HRC，淬透性带宽≤4HRC，晶粒度等级可达8级。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (18)

1.一种CrMnTi系齿轮钢，其特征在于，以质量百分含量计，所述CrMnTi系齿轮钢包括：C0.18-0.19wt％，Si 0.23-0.27wt％，Mn 0.93-0.97wt％，Cr1.14-1.16wt％，Al 0.03-0.04wt％，Ti 0.065-0.075wt％，B≤0.0003wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；
所述CrMnTi系齿轮钢中Mn+Cr的总质量百分含量为2.08-2.12wt％；
所述CrMnTi系齿轮钢的淬透性带宽≤4HRC；
所述CrMnTi系齿轮钢采用如下制备方法制备得到，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述连铸的过热度为18-25℃；
所述连铸的拉速为0.85-0.95m/min；
所述连铸的比水量为0.75-0.85L/kg。
2.根据权利要求1所述的CrMnTi系齿轮钢，其特征在于，所述CrMnTi系齿轮钢中B的质量百分含量为0.0001-0.0003wt％。
3.根据权利要求1所述的CrMnTi系齿轮钢，其特征在于，所述CrMnTi系齿轮钢中Al+Ti的总质量百分含量为0.096-0.114wt％。
4.根据权利要求1所述的CrMnTi系齿轮钢，其特征在于，以质量百分含量计，所述不可避免的杂质中：P≤0.015wt％，S≤0.01wt％，N 0.01-0.014wt％。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的CrMnTi系齿轮钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述连铸的过热度为18-25℃；
所述连铸的拉速为0.85-0.95m/min；
所述连铸的比水量为0.75-0.85L/kg。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼的终点C含量为0.05-0.08wt％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼的终点P含量≤0.015wt％。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钢包精炼的白渣保持时间≥15min。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述钢包精炼的白渣保持时间为15-20min。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述真空脱气的真空时间≥15min。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述真空脱气的真空时间为15-20min。
12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述真空脱气的软吹时间≥20min。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述真空脱气的软吹时间为20-25min。
14.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1160-1230℃。
15.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热的时间为150-260min。
16.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述轧制的开轧温度为1080-1130℃。
17.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、钢包精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制以及入箱缓冷得到所述CrMnTi系齿轮钢；
所述转炉冶炼的终点C含量为0.05-0.08wt％，终点P含量≤0.015wt％；
所述钢包精炼的白渣保持时间≥15min；
所述真空脱气的真空时间≥15min；软吹时间≥20min；
所述连铸的过热度为18-25℃；所述连铸的拉速为0.85-0.95m/min；所述连铸的比水量为0.75-0.85L/kg；
所述加热的温度为1160-1230℃；所述加热的时间为150-260min；
所述轧制的开轧温度为1080-1130℃。
18.一种如权利要求1-4任一项所述的CrMnTi系齿轮钢的应用，其特征在于，所述CrMnTi系齿轮钢用于机械设备动力传动。
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