CN114990443A - 一种工程机械轮轴用非调质钢及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程机械轮轴用非调质钢及制造方法，包括冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、轧制和冷却工序；对非调质钢钢坯进行控温轧制；具体地，轧制前温度加热至1150～1200℃，保温1.5h～2.5h；开轧温度为950‑1080℃；终轧温度控制为850‑880℃；轧制后控速冷却，具体地，通过穿水将冷却速度控制为5.0‑8.5℃/s直到550‑600℃，之后按照1.5‑2.5℃/s速度冷却至室温。本方法通过对轧制后冷却速度进行控制，提高非调质钢的性能；同时通过微合金元素的使用进一步提升钢的强度。
Description
技术领域
本发明属于工程机械轮轴用钢技术领域，尤其是一种工程机械轮轴用非调质钢及制造方法。
背景技术
工程机械中大部分零件均是使用钢铁材料，工程机械工作环境恶劣以及现代工程朝着大功率、低自重的方向发展，解决的办法只能是不断提高材料强度和加工精度，来提高零部件运行性能。
随着机械工业的发展，特殊钢产品中用于制造重要的机械零部件的合金结构钢使用量越来越大，而为了使零部件具有优良的综合力学性能，该类钢材通常采用调质处理工序，但是调质处理会产生大量能耗、增加成本和材料的生产周期等一系列问题。
非调质钢是70年代初从国外发展起来的新型材料，它具有简化机械零件的生产工艺，取消淬火回火，节省能源，提高材料利用率，改善零件内在质量，降低成本等优点。在发达国家如美国、日本、德国等国家在汽车、农机、机械制造行业得到广泛的推广和应用。微合金非调质钢因其具有优异的加工性能、绿色节能的环境效益和较低的生产费而日趋广泛地应用。因其取消了调质处理具有节能减排等效果，且避免了调质处理时的淬火变形、开裂等问题，取得了良好的效益。但也因其取消了调质处理，非调质钢轧制后无后续处理，因此条件会对工件性能造成影响。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本申请提出了一种工程机械轮轴用非调质钢及制造方法，通过控温轧制以及对轧制后冷却速度进行控制，提高非调质钢的性能；同时通过微合金元素的使用进一步提升钢的强度。
本发明所采用的技术方案如下：
一种工程机械轮轴用非调质钢，按质量百分比的组成成分为：
C：0.38％～0.41％，Si：0.15％-0.30％，Mn：1.33％～1.56％，V：0.02％～0.08％，S：0.005％～0.035％，P：≤0.02％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.008％～0.020％，Cr：0.10％～0.25％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
进一步，C：0.38％～0.395％，Si：0.24％-0.30％，Mn：1.33％～1.41％，V：0.048％～0.08％，S：0.021％～0.035％，P：0.015％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.013％～0.020％，Cr：0.13％～0.25％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
进一步，C：0.395％～0.41％，Si：0.15％-0.24％，Mn：1.41％～1.56％，V：0.02％～0.048％，S：0.005％～0.021％，P：0.0172％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.013％～0.020％，Cr：0.17％～0.20％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。。
进一步，C：0.395％，Si：0.15％，Mn：1.41％，V：0.048％，S：0.021％，P：0.009％，Ni≤0.26％，Cu≤0.10％，Al：0.013％，Cr：0.19％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
一种工程机械轮轴用非调质钢制造方法，包括冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、轧制和冷却工序；
控温轧制：轧制前温度加热至1150～1200℃，保温1.5h～2.5h；开轧温度为950-1080℃；终轧温度控制为850-880℃；
轧制后控速冷却：将冷却速度控制为5.0-8.5℃/s直到550-600℃，之后按照1.5-2.5℃/s速度冷却至室温；
进一步，冶炼工序中按比例配置得到原料，将原料放入转炉中冶炼。
进一步，在LF炉中进行脱氧、升温及成分微调。
进一步，VD真空处理的真空度≤65Pa，保持时间≥10min。
本发明的有益效果：
1、本发明所提出的工程机械轮轴用非调质钢通过微合金元素如Mn改变材料微观组织和力学性能，使得珠光体片层间距细化，从而使得钢的强度提升；同时还添加有V析出强化。
2、本发明的制备方法中，通过对轧制后冷却速度的控制，也能够进一步提高非调质钢的性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
一种工程机械轮轴用非调质钢制造方法，包括如下步骤：包括冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、轧制和冷却工序，其工艺流程为：
(1)冶炼，
加入钢铁料：各个组分材料按比例配置得到原料；进行冶炼工序，将原料放入转炉中冶炼。原料还包括造渣材料：石灰、铝酸钙。
(2)LF精炼，在LF炉中进行脱氧、升温及成分微调；在本实施例中，选用碳化硅和Al豆。
(3)VD真空处理，真空处理的真空度≤65Pa，保持时间30min。
(4)连铸，连铸采用合适断面，连铸实行全程保护浇铸。
(5)轧制，采用适宜的轧制加热温度，可以使材料中的微合金元素能够充分地固溶于奥氏体中，在轧制后冷却时以弥散、细小的颗粒状第二相的形式从基体中析出，在后续锻造加热时起到阻碍晶粒长大的作用，以此达到细化晶粒的作用。
因此在本申请中为了能够获得更好强度的工程机械轮轴用非调质钢，
加热炉中加热，轧制前温度加热至1150～1200℃，保温1.5h～2.5h。更具体地，预热段的温度要求在800-850℃，加热第一段的温度要求在950-1100℃，加热第二段的温度要求在1150～1200℃，均热段保持加热第二段的温度；加热二段和均热段总时间≥120min。
控温轧制：轧制前温度加热至1150～1200℃，保温1.5h～2.5h；开轧温度为950-1080℃；终轧温度控制为850-880℃；
轧制后控速冷却：将冷却速度控制为5.0-8.5℃/s直到550-600℃，之后按照1.5-2.5℃/s速度冷却至室温。
基于上述制造方法，本申请可以制备一种工程机械轮轴用非调质钢，具体如下：
实施例1：
一种工程机械轮轴用非调质钢，按质量百分比的组成成分为：
C：0.38％，Si：0.30％，Mn：1.33％，V：0.02％，S：0.035％，P：0.02％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.008％，Cr：0.10％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
实施例2：
一种工程机械轮轴用非调质钢，按质量百分比的组成成分为：
C：0.41％，Si：0.15％，Mn：1.56％，V：0.08％，S：0.005％，P：0.0172％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.020％，Cr：0.13％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
实施例3：
C：0.395％，Si：0.15％，Mn：1.41％，V：0.048％，S：0.021％，P：0.015％，Ni：0.30％，Cu：0.20％，Al：0.013％，Cr：0.25％，Mo：0.20％，余量为Fe和杂质。
实施例4：
C：0.41％，Si：0.15％，Mn：1.41％，V：0.02％，S：0.021％，P：0.009％，Ni：0.26％，Cu：0.10％，Al：0.020％，Cr：0.17％-0.20％，Mo：0.20％，余量为Fe和杂质。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种工程机械轮轴用非调质钢，其特征在于，按质量百分比的组成成分为：
C：0.38％～0.41％，Si：0.15％-0.30％，Mn：1.33％～1.56％，V：0.02％～0.08％，S：0.005％～0.035％，P：≤0.02％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.008％～0.020％，Cr：0.10％～0.25％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械轮轴用非调质钢，其特征在于，C：0.38％～0.395％，Si：0.24％-0.30％，Mn：1.33％～1.41％，V：0.048％～0.08％，S：0.021％～0.035％，P：0.015％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.013％～0.020％，Cr：0.13％～0.25％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的一种工程机械轮轴用非调质钢，其特征在于，C：0.395％～0.41％，Si：0.15％-0.24％，Mn：1.41％～1.56％，V：0.02％～0.048％，S：0.005％～0.021％，P：0.0172％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Al：0.013％～0.020％，Cr：0.17％～0.20％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
4.根据权利要求1所述的一种工程机械轮轴用非调质钢，其特征在于，C：0.395％，Si：0.15％，Mn：1.41％，V：0.048％，S：0.021％，P：0.009％，Ni≤0.26％，Cu≤0.10％，Al：0.013％，Cr：0.19％，Mo≤0.20％，余量为Fe和杂质。
5.一种工程机械轮轴用非调质钢制造方法，其特征在于，包括冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、轧制和冷却工序；
控温轧制：轧制前温度加热至1150～1200℃，保温1.5h～2.5h；开轧温度为950-1080℃；终轧温度控制为850-880℃；
轧制后控速冷却：将冷却速度控制为5.0-8.5℃/s直到550-600℃，之后按照1.5-2.5℃/s速度冷却至室温。
6.根据权利要求5所述的一种工程机械轮轴用非调质钢制造方法，其特征在于，冶炼工序中按比例配置得到原料，将原料放入转炉中冶炼。
7.根据权利要求5所述的一种工程机械轮轴用非调质钢制造方法，其特征在于，在LF炉中进行脱氧、升温及成分微调。
8.根据权利要求5所述的一种工程机械轮轴用非调质钢制造方法，其特征在于，VD真空处理的真空度≤65Pa，保持时间≥10min。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN103266287A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-28 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种中碳铁素体-珠光体型非调质钢及其制造方法 |
| CN110205547A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-06 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种凸轮轴用非调质钢及其制备方法 |
| CN113957321A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-21 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种传动轴用非调质钢及其锻件的制备方法 |
| CN114540579A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-27 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种履带式挖掘机支重轮轴用非调质棒材及其制备方法 |
-
2022
- 2022-06-13 CN CN202210661066.XA patent/CN114990443A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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