一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼及其熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼及其熱處理方法，具體的說是一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼及其熱處理方法，屬于金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用正在日益廣泛。液壓系統(tǒng)是以液壓油作為工作介質(zhì)，利用液壓油的壓力能并通過液壓控制元件等操縱液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的整套裝置。其中液壓油缸為液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵組成元件，液壓油缸包括柱塞桿及缸體，而缸體的材料對油缸的性能起極其重要的作用，因此需要一種高強(qiáng)度的材料來保證油缸的高效正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼及其熱處理方法，不僅強(qiáng)度高，抗氧化能力和抗腐蝕性能顯著提高，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨損。
[0004]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案:提供一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼，所述鋼材的成分及質(zhì)量百分比為:C:0.45-0.49%, Cr:1.7-1.9%，Mn:0.55-0.63%, Si:0.05-0.07%, Nb:0.09-0.11%, V:0.14-0.16%, B:0.15-0.25%, Ti:0.7-0.9% , W:0.056-0.058%，Al:0.05-0.07%, Cu:0.17-0.19%，Mo:0.33-0.35%，La:0.02-0.04%，Ce:0.01-0.02%，Pr:0.05-0.07%, Ho:0.03-0.06%, Dy:0.015-0.025%，余量為 Fe ；
其中雜質(zhì)含量控制在 N 彡 0.006%、H 彡 0.002%、P:0.006-0.008%、S:0.002-0.004%，
該鋼板在表面至1/4厚度處鐵素體平均晶粒直徑為3.8-4.3 μm，珠光體團(tuán)平均直徑為
4.7-5.1 μπι, 1/4厚度至中心處鐵素體平均晶粒直徑為3.7-4.1 μ m，珠光體團(tuán)平均直徑為
5.5-5.7 μ m0
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步限定技術(shù)方案，前述的液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼，所述鋼材的成分及質(zhì)量百分比為:C:0.45%, Cr:1.7%，Mn:0.55%, Si:0.05%, Nb:0.09%, V:0.14%, B:0.15%，T1:0.7%，W:0.056%，Al:0.05%, Cu:0.17%，Mo:0.33%，La:0.02%，Ce:0.01%，Pr:
0.05%, Ho:0.03%, Dy:0.015%，余量為 Fe ；
其中雜質(zhì)含量控制在 N 彡 0.006%、H 彡 0.002%、P:0.006%、S:0.002%，
該鋼板在表面至1/4厚度處鐵素體平均晶粒直徑為3.8 μπι，珠光體團(tuán)平均直徑為
4.7 μπι，1/4厚度至中心處鐵素體平均晶粒直徑為3.7 μm，珠光體團(tuán)平均直徑為5.5 μπι。
[0006]前述的液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼，所述鋼材的成分及質(zhì)量百分比為:C:0.47%, Cr:
1.8%，Mn:0.58%, Si:0.06%, Nb:0.10%, V:0.15%, B:0.18%，Ti:0.8%，W:0.057%，Al:
0.06%, Cu:0.18%，Mo:0.34%，La:0.03%，Ce:0.01%，Pr:0.06%, Ho:0.04%, Dy:0.020%，余量為Fe ；
其中雜質(zhì)含量控制在 N 彡 0.006%、H 彡 0.002%、P:0.007%、S:0.003%， 該鋼板在表面至1/4厚度處鐵素體平均晶粒直徑為4.0 μπι，珠光體團(tuán)平均直徑為
4.9 μπι, 1/4厚度至中心處鐵素體平均晶粒直徑為3.9 μm，珠光體團(tuán)平均直徑為5.6 μπι。
[0007]前述的液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼，所述鋼材的成分及質(zhì)量百分比為:C:0.49%, Cr:
1.7%，Mn:0.63%, Si:0.05%, Nb:0.11%, V:0.16%, B:0.25%，Ti: 0.9%，W:0.058%，Al:0.07%, Cu:0.19%，Mo:0.35%，La:0.04%，Ce:0.02%，Pr:0.07%, Ho:0.06%, Dy:0.025%，余量為Fe ；
其中雜質(zhì)含量控制在 N 彡 0.006%、H 彡 0.002%、P:0.008%、S:0.004%，
該鋼板在表面至1/4厚度處鐵素體平均晶粒直徑為4.3 μπι，珠光體團(tuán)平均直徑為
5.1 μπι, 1/4厚度至中心處鐵素體平均晶粒直徑為4.1 μm，珠光體團(tuán)平均直徑為5.7 μπι。
[0008]一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼的熱處理方法，包含以下步驟:
將鋼板通過回火爐回火加熱到1350-1370 °C，出爐后通過壓縮空氣快速冷卻到1250-1270°C，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摪蹇焖俣壤鋮s到630-660°C，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；
所述第一冷卻工序:采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以7-9°C /s的冷卻速率將鋼板水冷至960-980°C，然后采用風(fēng)冷5-7°C /s的冷卻速率將板坯冷至780_800°C，再采用氣霧冷卻以1_3°C /s的冷卻速率將鋼板水冷至630-660°C ；
所述第二冷卻工序:采用壓縮空氣或霧狀淬火液以12-15°C /s的冷卻速率將鋼板冷至室溫;
通過以上熱機(jī)械控制軋制控制冷卻工藝及熱處理得到合理兩相比的細(xì)小鐵素體和珠光體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為3.5-3.8%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為6.0-6.2%，且無帶狀組織。
[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的鋼板不僅強(qiáng)度高，抗氧化能力和抗腐蝕性能顯著提高，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨損，增加其使用壽命，降低成本；其中加入鈦元素，能提高耐腐蝕性和強(qiáng)度，加入釩元素，在鍛造中能細(xì)化晶粒，可加大其強(qiáng)度、韌性、抗腐蝕、耐磨和承受沖擊負(fù)荷，加入銅元素，能細(xì)化晶粒和降低其過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕，加入鉻和鎳微量元素，能提高其耐磨才能力和增加其強(qiáng)度，提高其熔點(diǎn)，增加抗高溫的能力和抗氧化能力。
[0010]并且還加入稀土元素中的鑭、鈰、鐠、鈥和鏑元素，在鍛造過程中有利于細(xì)化晶粒，形成致密的晶粒組織，增加其整體的強(qiáng)度；通過鍛造工藝，采用真空脫氣，能防止鋼板內(nèi)部出現(xiàn)氣孔和裂紋，增加其強(qiáng)度，并且鍛造后進(jìn)行熱處理，能改善鋼板的綜合機(jī)械系能，提高其耐腐蝕、耐摩擦能力，增加其使用壽命，降低成本，鋼板表面還有抗腐蝕涂層，進(jìn)一步增加鋼板的耐腐蝕能力，外形美觀。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
本實(shí)施例為一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼，所述鋼材的成分及質(zhì)量百分比為:c:0.45%, Cr:1.7%，Mn:0.55%, Si:0.05%, Nb:0.09%, V:0.14%, B:0.15%，Ti:0.7%，W:0.056%，Al:0.05%, Cu:0.17%，Mo:0.33%，La:0.02%，Ce:0.01%，Pr:0.05%, Ho:0.03%, Dy:0.015%，余量為Fe ;其中雜質(zhì)含量控制在N彡0.006%、H彡0.002%、P:0.006%、S:0.002%， 該鋼板在表面至1/4厚度處鐵素體平均晶粒直徑為3.8 μπι，珠光體團(tuán)平均直徑為4.7 μπι, 1/4厚度至中心處鐵素體平均晶粒直徑為3.7 μm，珠光體團(tuán)平均直徑為5.5 μπι。
[0012]本實(shí)施例提供一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼的熱處理方法，包含以下步驟:
將鋼板通過回火爐回火加熱到1350°C，出爐后通過壓縮空氣快速冷卻到1250°C，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摪蹇焖俣壤鋮s到630°C，再通過第二冷卻工藝?yán)鋮s到常溫；
所述第一冷卻工序:采用水冷、風(fēng)冷與氣霧冷卻結(jié)合，先采用水冷以7V /s的冷卻速率將鋼板水冷至960°C，然后采用風(fēng)冷5°C /s的冷卻速率將板坯冷至780°C，再采用氣霧冷卻以1°C /s的冷卻速率將鋼板水冷至630°C ；
所述第二冷卻工序:采用壓縮空氣或霧狀淬火液以12°C /s的冷卻速率將鋼板冷至室溫;
通過以上熱機(jī)械控制軋制控制冷卻工藝及熱處理得到合理兩相比的細(xì)小鐵素體和珠光體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為3.5%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為6.0%，且無帶狀組織。
[0013]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種液壓油缸專用高強(qiáng)度鋼，所述鋼材的成分及質(zhì)量百分比為:C:0.47%, Cr:1.8%，Mn:0.58%, Si:0.06%, Nb:0.10%, V:0.15%, B:0.18%，Ti:0.8%，V:0.057%，Al:0.06%, Cu:0.18%，Mo:0.34%，La:0.03%，Ce:0.01%，Pr:0.06%, Ho:0.04%, Dy:0.020%，余量為 Fe ;其中雜質(zhì)含量控制在 NS 0.006%、H < 0.002%、P:0.007%、S:0.003%，
該鋼