一種低合金高強(qiáng)高韌鋼的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，尤其是涉及了一種低合金高強(qiáng)高韌鋼及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低合金鋼由于其優(yōu)異的力學(xué)性能以及相對(duì)較低的生產(chǎn)和使用成本，在工程機(jī)械領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用；目前使用最多的鋼材種類，抗拉強(qiáng)度通常在100MPa以下，且其沖擊功較低，難于適應(yīng)日益嚴(yán)酷的使用工況；因此，需要在保持高強(qiáng)度水平的前提下，進(jìn)一步提高低合金鋼的塑韌性，特別是低溫條件下的沖擊韌性，從而使低合金鋼能夠在較低的溫度下使用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)了一種強(qiáng)韌性低合金結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法，該低合金結(jié)構(gòu)鋼內(nèi)含有Cr、N1、Mo、Cu、V、Nb等合金元素；且采用轉(zhuǎn)爐初煉、LF爐精煉、連鑄的生產(chǎn)工藝，并在經(jīng)過(guò)淬火+高溫回火調(diào)質(zhì)熱處理后，使得其抗拉強(qiáng)度可大于等于750MPa，且-40°C低溫沖擊韌性Akv ^ 150J，經(jīng)過(guò)滲碳化學(xué)熱處理后，可用于制造各種高強(qiáng)度高韌性的耐磨機(jī)械傳動(dòng)零件和部件。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問(wèn)題:
1)材料為鑄造狀態(tài)，如果工藝控制不好的話，則可能存在鑄造缺陷，并影響性能；
2)碳含量較高，只能單方面的提高強(qiáng)度，可能會(huì)使塑韌性受到相應(yīng)的影響；3)強(qiáng)度級(jí)別不夠，耐磨性能受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低合金高強(qiáng)高韌鋼及其生產(chǎn)方法，該低合金鋼具有高強(qiáng)度和高韌性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種低合金高強(qiáng)高韌鋼，包括:0.21wt%? 0.35wt %的C元素；0.4wt %?
0.6界1:%的Si元素；1.2wt%?1.5界1:%的Mn元素；0.7wt%?1.3界1:%的Cr元素；
0.7wt%?1.3wt%K Ni元素；0.25wt%? 0.5wt%& Mo元素；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步，0.23wt%?0.25wt%& C 元素，0.50wt%? 0.55wt%& Si 元素，
1.3wt%?1.5界1:%的 Mn 兀素，I wt%?1.2界1:%的 Cr 兀素，0.60wt%?0.90界1:%的Ni元素，0.30wt%?0.50界1:%的Mo元素。
[0008]進(jìn)一步，所述低合金高強(qiáng)高韌鋼還包括:0.0005wt%? 0.01wt%的稀土元素。
[0009]一種低合金高強(qiáng)高韌鋼的生產(chǎn)方法，包括:
鑄造工序:將上述的低合金高強(qiáng)高韌鋼的成分和含量進(jìn)行鑄造，得到低合金鋼鑄錠；鍛造工序:將上述低合金鋼鑄錠進(jìn)行鍛造，且開(kāi)坯鍛造加熱溫度為1250°C?1300°C，終鍛溫度為800°C?1000°C，每火次變形量不小于40% ；
熱處理工序:將上述鍛造成型的鍛件升溫至950°C?1000°C進(jìn)行正火，經(jīng)過(guò)正火處理后升溫至930°C?950°C進(jìn)行淬火，經(jīng)過(guò)淬火處理后升溫至620°C?650°C進(jìn)行高溫回火，得到低合金高強(qiáng)高韌鋼。
[0010]進(jìn)一步，所述正火的保溫時(shí)間為2?4小時(shí)，所述淬火的保溫時(shí)間為I?2小時(shí)，所述高溫回火的保溫時(shí)間為3?5小時(shí)。
[0011]本發(fā)明合金元素含量較低，且采用普通電弧爐熔煉，制造和處理工藝相對(duì)較簡(jiǎn)單;而且低合金高強(qiáng)高韌鋼具有高強(qiáng)度和高韌性，適用于需要高強(qiáng)度和高韌性的情況下使用，其特別適合于新型現(xiàn)代的工程機(jī)械領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
本發(fā)明提供一種低合金高強(qiáng)高韌鋼，通過(guò)控制化學(xué)元素的含量，以實(shí)現(xiàn)屈服強(qiáng)度100MPa級(jí)的低合金高強(qiáng)高韌鋼；且該低合金高強(qiáng)高韌鋼能夠解決合金化學(xué)元素含量、材料成型工藝、增加強(qiáng)度級(jí)別等問(wèn)題。
[0013]具體的，該低合金高強(qiáng)高韌鋼包含:
0.21wt%? 0.35wt%W C 元素。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕档虲元素的含量，且將C元素含量控制在
0.23wt%? 0.25被％的范圍內(nèi)，從而降低該低合金高強(qiáng)高韌鋼的淬裂敏感性。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中，一種優(yōu)選的C元素的含量為:低合金高強(qiáng)高韌鋼中包含
0.21wt%? 0.35wt%W C 元素。
[0016]0.30wt%?0.70界1:%的 Si 兀素。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中，由于Si元素是脫氧所需的元素，因此通過(guò)將Si元素含量控制在0.4wt%? 0.6被％%的范圍內(nèi)，從而可以改善低該合金高強(qiáng)高韌鋼的抗氧化性以及抗腐蝕性。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中，一種優(yōu)選的Si元素的含量為:低合金高強(qiáng)高韌鋼中包含
0.50wt%? 0.55wt wt %的 Si 兀素。
[0019]1.2wt%?1.5界1:%的 Mn 兀素。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中，由于Mn元素是脫氧和脫硫所需的元素，因此通過(guò)將Mn元素含量控制在1.2wt%? 1.5wt范圍內(nèi)，從而可以提高該低合金高強(qiáng)高韌鋼的硬度，并改善淬火性能。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例中，一種優(yōu)選的Mn元素的含量為:低合金高強(qiáng)高韌鋼中包含
1.3wt%?1.5界1:%的Mn兀素。
[0022]0.7wt%?1.3界1:%的 Cr 元素。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)將Cr元素含量控制在0.7wt%? 1.3wt%的范圍內(nèi)，以提高淬火性和抗回火軟化能力，同時(shí)避免碳化物粗化而導(dǎo)致的韌性降低。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例中，一種優(yōu)選的Cr元素的含量為:低合金高強(qiáng)高韌鋼中包含Iwt%?1.2wt的Cr元素。
[0025]0.7wt%?1.3界1:%的 Ni 兀素。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例中，由于Ni是一種奧氏體形成單元，能夠提高強(qiáng)度而且又保持良好的塑性和韌性，但過(guò)多則會(huì)影響延展性，因此將Ni元素含量控制在0.60wt%?0.90wt%的范圍內(nèi)。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，一種優(yōu)選的Ni元素的含量為:低合金高強(qiáng)高韌鋼中包含
0.7wt%?1.3界1:%的Ni元素。
[0028]0.20wt%?0.60?^%的 Mo 元素。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)將Mo元素含量控制在0.25wt%? 0.5wt%&范圍內(nèi)，細(xì)化鋼的晶粒，并以碳化物的形式析出，從而提高低合金高強(qiáng)高韌鋼的強(qiáng)度，同時(shí)與Si元素結(jié)合提高抗腐蝕性和抗氧化性。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例中，一種優(yōu)選的Mo元素的含量為:低合金高強(qiáng)高韌鋼中包含0.30wt%?0.50界1:%的 Mo 兀素。
[0031]優(yōu)選的，該低合金高強(qiáng)高韌鋼中還包括0.0005wt%? 0.01wt%的稀土元素。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)添加少量稀土元素，從而細(xì)化晶粒，并變質(zhì)夾雜物，提高綜合性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低合金高強(qiáng)高韌鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括: 鑄造工序:將低合金高強(qiáng)高韌鋼的成分和含量進(jìn)行鑄造，得到低合金鋼鑄錠； 鍛造工序:將上述低合金鋼鑄錠進(jìn)行鍛造，且開(kāi)坯鍛造加熱溫度為1250°C?1300°C，終鍛溫度為800°C?1000°C，每火次變形量不小于40% ； 熱處理工序:將上述鍛造成型的鍛件升溫至950°C?1000°C進(jìn)行正火，經(jīng)過(guò)正火處理后升溫至930°C?950°C進(jìn)行淬火，經(jīng)過(guò)淬火處理后升溫至620°C?650°C進(jìn)行高溫回火，得到低合金高強(qiáng)高韌鋼。2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述正火的保溫時(shí)間為2?4小時(shí)，所述淬火的保溫時(shí)間為I?2小時(shí)，所述高溫回火的保溫時(shí)間為3?5小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低合金高強(qiáng)高韌鋼的生產(chǎn)方法，包括：鑄造工序：將所述的低合金高強(qiáng)高韌鋼的成分和含量進(jìn)行鑄造，得到低合金鋼鑄錠；鍛造工序：將低合金鋼鑄錠進(jìn)行鍛造，且開(kāi)坯鍛造加熱溫度為？1250℃～1300℃，終鍛溫度為？800℃～1000℃，每火次變形量不小于？40％；熱處理工序：將上述鍛造成型的鍛件升溫至？950℃～1000℃進(jìn)行正火，經(jīng)過(guò)正火處理后升溫至？930℃～950℃進(jìn)行淬火，經(jīng)過(guò)淬火處理后升溫至？620℃～650℃進(jìn)行高溫回火，得到低合金高強(qiáng)高韌鋼。本發(fā)明實(shí)施例中，該低合金高強(qiáng)高韌鋼具有高強(qiáng)度和高韌性。
【IPC分類】C21D8/00, C22C38/44
【公開(kāi)號(hào)】CN105624380
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410672080
【發(fā)明人】鐘傳梅
【申請(qǐng)人】重慶市貴坤機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月22日