CN115029618B - 一种窄淬透性冷锻齿轮钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窄淬透性冷锻齿轮钢，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.15～0.17％、Si：0.10～0.20％、Mn：1.0～1.10％、Cr：0.80‑0.90％、Al：0.02～0.04％。相应地，本发明还公开了一种上述窄淬透性冷锻齿轮钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和浇铸；(2)加热；(3)锻造或轧制；(4)球化退火：加热至750‑770℃保温一段时间，然后以5‑15℃/h的冷速冷却至700‑720℃保温一段时间，接着以3‑12℃/h的冷速冷却至660‑680℃保温一段时间，随后以5‑20℃/h的冷速冷却至500℃以下，然后出炉冷却。

Description

一种窄淬透性冷锻齿轮钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种冷锻齿轮钢及其制造方法。

背景技术

齿轮是汽车变速箱中的一个关键部分。近年来，随着汽车产业的飞速发展，面对更加广阔的汽车市场，汽车变速器的需求量长久居高不下。

由于齿轮的形状较为特殊，对尺寸精度要求较高，很多企业采用热锻加工后精加工工艺方式进行齿轮生产，但采用这种方法生产齿轮不仅材料的利用率较低，而且在热锻过程中需要的能源消耗较高，会大大增加加工成本，造成环境污染。

因此，部分零部件加工企业采用冷锻技术来生产齿轮，零件冷锻加工通常具备以下多方面的优势：(1)近净成形体的尺寸及形位精度高，可以为后续高效、高精加工提供理想的毛坯；(2)对于净成形零件，很多部分无需后续加工，大大降低了原材料的浪费；(3)生产率高、能源消耗低，可以有效降低制造成本，缩短制造周期，提高产品的竞争力，精密成形产品的性能和质量相对于传统切削加工的产品，有很大提高；(4)零件冷锻技术较传统成形工艺，生产条件得到了改善，对环境的污染大大减少；(5)零件冷锻技术在冷精密成形方面，由于热处理工序的减少和无飞边工艺的进步，能源耗费和污染程度大大降低。由此可见，冷锻这一技术更符合未来清洁制造和绿色环保的趋势，能够为可持续发展创造有利条件。

然而，冷锻技术对材料的塑性要求很高，而齿轮的形状较为复杂，冷锻加工要求材料具备极佳的塑性，因此在采用冷锻技术制造齿轮时经常出现因钢材塑性不足导致挤压过程中发生开裂或者微裂纹萌生的问题，这一问题会导致加工后的零件报废率升高，使后续检测成本上升。

此外，淬透性一直是齿轮钢的关键要求指标之一，淬透性带宽的大小很大程度上影响热处理变形，淬透性带宽越窄，离散范围越小，越有利于齿轮的加工及提高其啮合精度。然而目前我国保淬透性结构钢标准GB/T5216-2014对淬透性的要求带宽10HRC以上，汽车行业对淬透性带宽的要求比国标严格，但也仅限于带宽≤7HRC。随着汽车行业对汽车齿轮精密加工及装配尺寸公差要求的不断提高，缩小齿轮钢的淬透性带宽成为近年来国内外齿轮钢研究的热点，特别是一些精度要求高的冷锻齿轮钢更是对淬透性提出苛刻要求。

基于此，本发明期望获得一种窄淬透性冷锻齿轮钢，该窄淬透性冷锻齿轮钢不仅具有优良的塑性和冷加工特性，还具备窄淬透性带宽，其可以有效应用于冷锻加工齿轮，适用性十分广泛，具有良好的推广前景和应用价值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种窄淬透性冷锻齿轮钢，该窄淬透性冷锻齿轮钢采用了合理的化学成分设计，其不仅具有适宜的强度，还具有优良的塑性和冷锻性能，同时该窄淬透性冷锻齿轮钢具备窄淬透性带宽，其在J1.5，J3，J5，J7，J9各位置的淬透性带宽达到4HRC以内，可以有效满足需求，适用性十分广泛，具有良好的推广前景和应用价值。

需要说明的是，J1.5表示距齿轮钢端部1.5mm处的硬度，J3表示距齿轮钢端部3mm处的硬度，J5表示距齿轮钢端部5mm处的硬度，J7表示距齿轮钢端部7mm处的硬度，J9表示距齿轮钢端部9mm处的硬度。

为了实现上述目的，本发明提出了一种窄淬透性冷锻齿轮钢，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

C：0.15～0.17％、Si：0.10～0.20％、Mn：1.0～1.10％、Cr：0.80-0.90％、Al：0.02～0.04％。

进一步地，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，其各化学元素质量百分含量为：

C：0.15～0.17％、Si：0.10～0.20％、Mn：1.0～1.10％、Cr：0.80-0.90％、Al：0.02～0.04％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。

在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，各化学元素的设计原理具体如下所述：

C：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，添加适量的C元素，可以保证钢材具有良好的淬透性和适当的强度，有利于提高钢材加工成最终零件的耐磨性。但需要注意的是，钢中C元素不宜过高，钢中C元素含量提高，会提高钢材的硬度，进而会导致在后续加工过程中材料强度过高，增加冷锻过程中模具的损耗，引起下游加工成本升高。而当钢中C元素含量太低时，则无法保证钢获得较高的抗拉强度，导致齿轮心部的组织强度偏低，齿轮的抗变形能力降低，使齿轮的疲劳寿命降低。因此，C是淬透性影响的关键元素，为了实现齿轮钢的窄淬透性，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，将C元素的质量百分含量控制在0.15～0.17％之间。

Si：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，Si元素是铁素体形成元素，其具有较强的固溶强化效果，能够有效提高钢材的强度。此外，Si元素还可以降低C在铁素体的中扩散能力，因此钢中添加适量的Si元素可以在球化退火过程中避免形成粗大的碳化物在缺陷处析出。但需要注意的是，钢中Si元素含量不宜过高，当钢中Si元素含量过高时会降低钢材的塑性。因此，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，将Si元素的质量百分含量控制在0.10～0.20％之间。

Mn：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，Mn元素易与钢中的S元素形成塑性的MnS，进而在后续的齿轮精加工过程中提高断屑效果，改善切削性能。但需要注意的是，钢中Mn元素含量过高同时也会导致钢材的强度上升，硬度上升，在后续冷锻的过程中会加剧模具的损耗。因此，为了改善钢材的易切削性能，同时避免钢的强度偏高，Mn是影响齿轮钢淬透性的核心元素，为降低淬透性波动，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，将Mn元素的质量百分含量控制在1.0～1.10％之间。

Cr：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，Cr元素添加到钢中，会抑制钢的扩散型相变，不利于球化过程中的扩散形核。若钢中Cr元素含量过高，则会形成粗大的碳化物，恶化冷变形性能。此外，Cr能够较大程度地影响齿轮钢淬透性，为降低齿轮钢的淬透性波动范围，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，将Cr元素的质量百分含量控制在0.80-0.90％之间。

Al：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，Al元素在炼钢过程时可以形成细小的AlN析出，其可以在随后的冷却过程中抑制奥氏体晶粒长大，从而有效细化奥氏体晶粒，达到提高钢在低温下的韧性的目的。但需要注意的是，钢中Al元素含量不宜过高，钢中Al元素含量过高会导致较大的Al的氧化物形成，会形成尺寸较大的B类夹杂物，粗大的氧化铝硬质夹杂会恶化钢的疲劳性能，也会引起机加工过程中的崩刀限现象。基于此，为了使Al元素发挥其有益效果，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，将Al元素的质量百分含量控制在0.02～0.04％之间。

进一步地，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，在其他不可避免的杂质中，各杂质元素含量满足下述各项的至少其中之一：P≤0.015％、S≤0.003％、N≤0.012％、O≤0.003％、B≤0.0002％。

在上述技术方案中，P、S、N、O和B均为钢中的杂质元素，在技术条件允许情况下，为了获得性能更好且质量更优的钢材，应尽可能降低钢中杂质元素的含量。

杂质元素P能够和Fe结合形成硬脆的Fe₃P相，使得钢在冷加工过程中产生冷脆性，导致钢的塑性变差，受到冲击载荷的作用时发生沿晶断裂，形成较大的解理面，钢中的P元素会在晶界偏聚，降低晶界的结合能，恶化钢的塑性。因此，为了避免钢的脆性变高，在本发明中，控制P元素的质量百分含量为P≤0.015％。

杂质元素S容易与Fe结合形成熔点989℃的FeS相，其会使钢在热加工过程中产生热脆性。因此，为了避免钢的热脆性，在本发明中，控制S的质量百分含量为S≤0.003％。

杂质元素N虽然可以在钢中形成AlN或TiN，能够起到细化奥氏体晶粒的作用，但钢中N元素含量增加会导致其在缺陷处富集量增加，同时会形成粗大的氮化物析出颗粒，影响钢疲劳寿命。因此，在本发明中，需要控制N元素的质量百分含量为N≤0.012％。

杂质元素O可以与钢中的Al和Ti元素形成Al₂O₃、TiO等化合物，因此，为了保证钢组织均匀性，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，控制O的质量百分含量为O≤0.003％。

杂质元素B对材料淬透性的影响极大，B元素会在奥氏体晶界偏聚，奥氏体分解时新相在奥氏体晶界位置难以形核，从而造成奥氏体分解的孕育期增长，从而降低了扩散性相变的速率，有利于马氏体转变，进而提高钢材的淬透性，但是B偏聚的位置不固定，会造成材料的淬透性波动较大。因此，在本发明中，为了保证齿轮钢的淬透性，将B的质量百分含量控制为B≤0.0002％。

进一步地，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，其还含有下述各化学元素的至少其中之一：0＜Ca≤0.005％、0＜Ti≤0.008％。

在上述技术方案中，上述的Ca、Ti元素可以进一步提高在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢的性能，其化学元素的设计原理如下所述：

Ca：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，钢中加入适量的Ca元素，可以形成CaS，从而改善夹杂物的尺寸和形貌，提高钢的冲击韧性。但是需要说明的是，钢中Ca元素也不宜过高。因此，在本发明中，可以控制Ca元素的质量百分含量为0＜Ca≤0.005％。

Ti：在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，Ti元素可以与钢中的C元素和N元素形成对应的化合物，其中TiN的形成温度为1400℃以上，通常在液相或δ铁素体中析出，从而实现细化奥氏体晶粒的目的。但需要注意的是，若钢中Ti元素含量过高，会形成粗大的TiN析出，其会导致钢的疲劳性能降低。基于此，在本发明中，可以控制Ti元素的质量百分含量为0＜Ti≤0.008％。

需要说明的是，上述元素的加入会增加材料的成本，综合考虑到性能与成本控制，在本发明所述的技术方案中，可以优选地添加上述元素的至少其中之一。

进一步地，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，其微观组织为铁素体+球状碳化物。

进一步地，在本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢中，其力学性能满足：屈服强度为180-220Mpa，抗拉强度为380-430MPa，延伸率≥37％，断面收缩率≥68％；并且/或者其淬透性满足：J1.5：38-42HRC，J3：35-39HRC，J5：30-34HRC，J7：26-30HRC，J9：21-25HRC，并且以上各位置处的淬透性带宽均≤4HRC。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种上述窄淬透性冷锻齿轮钢的制造方法，该制造方法生产简单，采用该制造方法制得的窄淬透性冷锻齿轮钢不仅具有优异的塑性和冷加工特性，同时具备齿轮钢的窄淬透性要求，其具有良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提出了上述的窄淬透性冷锻齿轮钢的制造方法，其包括步骤：

(1)冶炼和浇铸；

(2)加热；

(3)锻造或轧制；

(4)球化退火：加热至750-770℃保温一段时间，然后以5-15℃/h的冷速冷却至700-720℃保温一段时间，接着以3-12℃/h的冷速冷却至660-680℃保温一段时间，随后以5-20℃/h的冷速冷却至500℃以下，然后出炉冷却。

在本发明所述的冷锻齿轮钢的制造方法中，通过对工艺条件尤其是热处理工艺参数的控制，控制锻造或轧制好的棒材然后采用球化退火工艺，使得采用本发明所述的制造方法所制得的冷锻齿轮钢获得铁素体+球状碳化物的基体组织，基体上有大量的铁素体，从而有效保证了本发明冷锻齿轮钢具有良好的塑性，消除了钢材的内应力，获得良好的组织均匀性。

需要注意的是，在本发明所述制造方法的步骤(1)中，冶炼过程中，可以采用电炉或转炉冶炼；在浇铸过程中，可以采用模铸或连铸。

相应地，在步骤(3)中，可以采用锻造或轧制工艺。若采用锻造工艺可以直接锻造至圆钢最终尺寸。若采用轧制工艺，同样也可以采用钢坯直接轧制到最终规格。在某些实施方式下，在轧制过程中，也可以先将钢坯轧制到指定的中间坯尺寸，而后将中间坯再进行加热和轧制从而得到最终的成品尺寸。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，控制加热温度为1080～1200℃。

在上述技术方案中，在步骤(2)中，可以控制钢在1080℃～1200℃的加热温度下加热奥氏体化，钢种的各元素发生均匀化扩散，降低材料的偏析，从而在随后的锻造或轧制和冷却过程中，圆钢的组织均匀性良好，其淬透性波动较小。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，控制终轧或终锻温度为860～980℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(4)中，加热至750-770℃保温4h以上，然后以5-15℃/h的冷速冷却至700-720℃保温3.5h以上，接着以3-12℃/h的冷速冷却至660-680℃保温3.5h以上，随后以5-20℃/h的冷速冷却至500℃以下，然后出炉冷却。

本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢及其制造方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：

本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢，通过合理的化学成分设计，充分利用各种合金元素对相变和微观组织的影响，再配合特定的热处理工艺，可以形成均匀的铁素体+球状碳化物基体组织。此外，本发明还有效控制了钢中P、N和O的含量，保证了得到的窄淬透性冷锻齿轮钢具有适合的强度以及优良的塑性和延伸率，同时具备窄淬透性带宽等。

在本发明中，本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢不仅具有适宜的强度，还具有优良的塑性和冷锻性能，其力学性能满足：屈服强度为180-220Mpa，抗拉强度为380-430MPa，延伸率≥37％，断面收缩率≥68％。同时，该窄淬透性冷锻齿轮钢还具备窄淬透性带宽，其淬透性满足：J1.5：38-42HRC，J3：35-39HRC，J5：30-34HRC，J7：26-30HRC，J9：21-25HRC，并且以上各位置处的淬透性带宽均≤4HRC。

此外，需要说明的是，本发明所述窄淬透性冷锻齿轮钢的化学成分和工艺设计合理，其工艺窗口宽松，可以在棒材产线上实现批量商业化生产，其具有十分广泛的适用性，具有良好的推广前景和应用价值。

附图说明

图1为实施例4的窄淬透性冷锻齿轮钢在光学显微镜下的微观组织照片。

图2为实施例4的窄淬透性冷锻齿轮钢在扫描电子显微镜(SEM)下的图像照片。

具体实施方式

下面将结合说明书附图以及具体的实施例对本发明所述的窄淬透性冷锻齿轮钢及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-9

实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢均采用以下步骤制得：

(1)按照表1所示的化学成分进行冶炼和浇铸：冶炼采用电炉或转炉进行，浇铸过程采用模铸或连铸。

(2)加热：控制加热温度为1080～1200℃。

(3)锻造或轧制：控制终轧或终锻温度为860～980℃。

(4)球化退火：加热至750-770℃保温一段时间，然后以5-15℃/h的冷速冷却至700-720℃保温一段时间，接着以3-12℃/h的冷速冷却至660-680℃保温一段时间，随后以5-20℃/h的冷速冷却至500℃以下，然后出炉冷却。

本发明所述的实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢均采用以上步骤制得，且其化学成分及相关工艺参数均满足本发明设计规范控制要求。

需要说明的是，在上述步骤(3)的锻造或轧制过程中，可以采用锻造或轧制工艺。若采用锻造工艺，则可以直接锻造至圆钢最终尺寸。若采用轧制工艺，则同样也可以采用钢坯直接轧制到最终规格。在某些实施方式下，在轧制过程中，也可以先将钢坯轧制到指定的中间坯尺寸，而后将中间坯再进行加热和轧制从而得到最终的成品尺寸。

在实施例1-9中，除实施例6外的所有实施例在步骤(3)中均采用轧制工艺对钢坯进行轧制，其在轧制工艺的过程中控制终轧温度为860-980℃，均先将钢坯轧制成尺寸规格为215*215mm的中间坯，然后将中间坯再次加热，中间坯出加热炉后，对中间坯再次进行轧制，以将其轧制成规格为φ25-45mm的最终成品圆钢。

相应地，在本发明中，实施例6在上述步骤(3)的操作中，采用的是锻造工艺，实施例6通过控制终锻温度为860-980℃，直接锻造成规格为φ25-45mm的最终成品圆钢。

表1列出了实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢中的各化学元素的质量百分配比。

表1.(余量为Fe和除了P、S、N、O以及B以外的其他不可避免杂质)

表2-1和表2-2列出了实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢在上述工艺步骤中的具体工艺参数。

表2-1.

表2-2.

将得到的实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢取样并进行各项相关性能测试，将所得的性能测试结果分别列于表3中。

其中，实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢均采用GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》的方式进行测试，以检测得到各实施例钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率与断面收缩率。

表3列出了实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢的力学性能测试结果。

表3.

相应地，力学性能测试完成后，需要再次对实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢取样并进行淬透性测试，所得的性能测试结果列于表4中。

其中，实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢均采用GB/T225-2006《钢淬透性的末端淬火试验方法》进行测试，以检测得到各实施例钢的淬透性。

表4列出了实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢的淬透性测试结果。

表4.

编号	J1.5/HRC	J3/HRC	J5/HRC	J7/HRC	J9/HRC
						实施例1	39.8	37.1	31.7	28.1	22.6
实施例2	40.6	37.6	32.2	28.3	23.1
						实施例3	41.3	38.4	32.5	29	24.1
实施例4	39.4	36.8	31.2	28.3	23.6
						实施例5	40	37.3	30.7	27.5	22.5
实施例6	41.6	38.2	31.5	29.5	24.6
						实施例7	39.6	37	31.2	28.6	23.4
实施例8	40.7	37.5	30.4	27.4	22.3
						实施例9	41.6	38.6	32.1	29.4	24.7

注：上表中，关于钢的淬透性的表达，J1.5表示距离端部1.5mm处的硬度，J3表示距离端部3mm处的硬度，J5表示距离端部5mm处的硬度，J7表示距离端部7mm处的硬度，J9表示距离端部9mm处的硬度。

由表3可看出，在本发明中，实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢具有十分优异的力学性能，实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢的屈服强度均在为182-218MPa之间、抗拉强度在382-426MPa之间，延伸率≥37％，断面收缩率≥68％。各实施例的窄淬透性冷锻齿轮钢的各项力学性能十分优异，此钢在低温下具有良好塑性和断面收缩率，具有优良的冷加工特性。

相应地，由表4可知，实施例1-9的窄淬透性冷锻齿轮钢的淬透性满足J1.5：39.8-41.6HRC，J3：36.8-38.6HRC，J5：30.4-32.5HRC，J7：27.5-29.5HRC，J9：22.5-24.7HRC，各位置的淬透性带宽均≤4HRC。

图1为实施例4的窄淬透性冷锻齿轮钢在光学显微镜下的微观组织照片。

图2为实施例4的窄淬透性冷锻齿轮钢在扫描电子显微镜(SEM)下的图像照片。

结合图1和图2可以看出，在本发明中实施例4的窄淬透性冷锻齿轮钢中，窄淬透性冷锻齿轮钢的微观组织为铁素体+球状碳化物。

综上所述可以看出，本发明通过合理的化学成分设计并结合优化工艺，可以开发出具有低窄淬透性带的冷锻齿轮钢，其不仅具有较好的强度，还具有优良的塑性和延伸率，其可以有效应用于冷锻加工齿轮，适用性十分广泛，具有良好的推广前景和应用价值

此外，本发明所述窄淬透性冷锻齿轮钢的化学成分和工艺设计合理，其工艺窗口宽松，可以在棒材产线上实现批量商业化生产。

需要说明的是，本发明所述的冷锻齿轮钢化学成分和工艺设计合理，工艺窗口宽松，可以在棒材上实现批量商业化生产，具有良好的推广前景和应用价值。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种窄淬透性冷锻齿轮钢，其特征在于，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

C：0.15～0.17％、Si：0.10～0.20％、Mn：1.01～1.10％、Cr：0.80-0.90％、Al：0.02～0.04％；

其微观组织为铁素体+球状碳化物；

其淬透性满足：J1.5：38-42HRC，J3：35-39HRC，J5：30-34HRC，J7：26-30HRC，J9：21-25HRC，并且以上各位置处的淬透性带宽均≤4HRC；

所述窄淬透性冷锻齿轮钢的球化退火工艺为：加热至750-770℃保温4h以上，然后以5-15℃/h的冷速冷却至700-720℃保温3.5h以上，接着以3-12℃/h的冷速冷却至660-680℃保温3.5h以上，随后以5-20℃/h的冷速冷却至500℃以下，然后出炉冷却。

2.如权利要求1所述的窄淬透性冷锻齿轮钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：

C：0.15～0.17％、Si：0.10～0.20％、Mn：1.01～1.10％、Cr：0.80-0.90％、Al：0.02～0.04％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。

3.如权利要求1或2所述的窄淬透性冷锻齿轮钢，其特征在于，在其他不可避免的杂质中，各杂质元素含量满足下述各项的至少其中之一：P≤0.015％、S≤0.003％、N≤0.012％、O≤0.003％、B≤0.0002％。

4.如权利要求1所述的窄淬透性冷锻齿轮钢，其特征在于，其还含有下述各化学元素的至少其中之一：0＜Ca≤0.005％、0＜Ti≤0.008％。

5.如权利要求1或2所述的窄淬透性冷锻齿轮钢，其特征在于，其力学性能满足：屈服强度为180-220MPa，抗拉强度为380-430MPa，延伸率≥37％，断面收缩率≥68％。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的窄淬透性冷锻齿轮钢的制造方法，其特征在于，其包括步骤：

(1)冶炼和浇铸；

(2)加热；

(3)锻造或轧制；

(4)球化退火：加热至750-770℃保温4h以上，然后以5-15℃/h的冷速冷却至700-720℃保温3.5h以上，接着以3-12℃/h的冷速冷却至660-680℃保温3.5h以上，随后以5-20℃/h的冷速冷却至500℃以下，然后出炉冷却。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，控制加热温度为1080～1200℃。

8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制终轧或终锻温度为860～980℃。