[发明专利]高强韧性大截面非调质钢钢棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型高强韧性大截面非调质钢钢棒及其制备方法，属非调质低合金钢制造工艺技术领域。

背景技术

近年来随着汽车行业的迅猛发展，其市场竞争的日趋激烈，对汽车结构零件的要求也越来越高，而传统的调质态结构件材料具有工艺复杂、能耗高和热处理缺陷等弊端，因此非调质工艺在汽车在结构件生产上的使用变成了提高汽车市场竞争力的一个重要突破口。

在此背景之下，高强韧性非调质钢的研究和开发已经越来越受到广泛关注，并且也相继已经取得了一定的成果，像中国公开专利号CN1058997“低碳高强度高韧性非调质钢”中报道了该钢空冷300～650℃回火后的屈服强度和抗拉强度已经可以分别达到660～810MPa，700～1000MPa；而中国专利公开号CN1472358“一种非调质超高碳钢及其生产工艺”中报道了采用喷射成型和等温锻造工艺，钢的屈服强度和抗拉强度分别可以达到850～910MPa，1150～1220MPa，延伸率在9.5～11％范围之内；另外，中国专利公开号CN1861831“1100MPa级非调质高强度钢及其生产方法”中报道了该钢的强度可以达到和中国专利公开号CN1472358“一种高碳钢及其生产工艺”相当的水平，而延伸率达到了10～12％，并且采用了炉外精炼和冷轧的工艺。

发明内容

本发明的目的是提供和开发一种非调质钢钢种，并提供一种非调质钢钢棒制品以及其制备方法。

所谓非调质钢，它是在锻造或者轧制完成后不需要进行淬火和回火处理的钢，它简化了钢的生产工艺，节省了成本。而所谓调质钢是在锻造或轧制后要进行淬火和回火处理后才能使用的钢。

本发明一种新型高强韧性大截面非调质钢钢棒，其特征在于该钢棒具有以下的化学成分及其重量百分比：

C 0.1～0.3％，Si 0.3～1.5％，Mn 1.5～2.5％，

Cr 0.5～1.5％，Mo 0.2～0.3％，V 0.05～0.15％，

Ti 0.01～0.05％，S＜0.01％，P≤0.015％，

N≤0.018％，Fe余量。

本发明一种新型高强韧性大截面非调质钢钢棒及其制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.首先按上述非调质钢钢料成分配方称重配料，然后采用传统的熔炼方法，将钢料进行熔炼；

b.将所得钢锭或坯料加热至1100～1300℃，且保温足够长的时间；在1100～1150℃时开始锻造或轧制，使其变形比大于3，终锻或终轧温度为800～950℃，锻轧成一定直径大小的钢棒；

c.将上述钢棒进行常规空冷，冷却至室温后，再进行200℃温度下2小时的低温回火；最终即得到高强韧性非调质钢钢棒。

本发明方法制得的非调质钢钢棒的用途是最适用于制造汽车轴零件、注塑机连杆等部件。

本发明的特点和优点如下所述：

(1)本发明的非调质钢的化学成分及配方方面，在利用锰、铬等合金化元素的基础上，降低钢的碳含量，加入少量的钼，添加微合金化元素，不需要加入价格昂贵的镍和成分难以控制的硼。

(2)在锻造或者轧制后可以在很宽的冷却过速度区域内仍然可以得到良好的强韧性，不需要特殊的精炼和控轧控冷艺。

(3)在最后阶段采用200℃温度下2小时的低温回火，可使其力学性能得到进一步提高。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实用例中非调质钢的化学成分及其重量百分比如下：

C 0.14％，Si 0.818％，Mn 2.08％，Cr 1.109％，

V 0.123％，Ti 0.036％，Mo 0.29％，S＜0.05％，

P 0.0111％，Fe余量。

非调质钢钢棒的制备方法，其过程和步骤如下：

(1)首先按上述非调质钢钢料成分配方称重配料，然后采用传统的熔炼方法，将钢料进行熔炼；

(2)将所得的坯料加热到1200℃，保温3小时后，在1150℃开始轧制，其变形比为3～3.5，终轧温度为900℃，分别轧造成φ80mm和φ600mm两种尺寸的钢棒，并进行常规空冷；

(3)冷却到室温后，再进行200℃温度下2小时的低温回火；最终即得到高强韧性非调质钢钢棒。此钢棒试样编号为钢号1号。

实施例2

本实用例中非调质钢的化学成分及其重量百分比如下：

C 0.189％，Si 0.56％，Mn 2.12％，Cr 1.075％，