[发明专利]一种非调质钢及其制备方法

说明书

本发明提供一种非调质钢及其制备方法。本发明的非调质钢，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15‑0.22％，硅：0.15‑0.80％，锰：1.20‑1.60％，铬：0.05‑0.30％，铝：0.010‑0.030％，镍：0.00‑0.10％，铜：0.00‑0.20％，磷：0.000‑0.025％，硫：0.020‑0.060％，钒：0.07‑0.20％，氮：0.010‑0.020％，铅≤0.01％，锡≤0.01％，砷≤0.01％，锑≤0.01％，余量为铁。本发明的非调质钢的强度高、塑韧性好，完全能够满足水套用钢的设计要求。

技术领域

本发明涉及一种钢材，具体涉及一种非调质钢及其制备方法。

背景技术

随着各国环保要求的不断提高，汽车已由燃料驱动逐渐向电力驱动发展。然而，电动汽车技术尚不成熟，存在电池续航里程短、寿命短、充电设施不齐全等问题，成为了制约新能源汽车发展的瓶颈。混动技术是目前最行之有效的解决办法，通过在汽车原有内燃机的基础上增加一套电机设备，由内燃机向电池供电，从而无需使用充电桩；同时，可以通过优化动力系统，采用低速纯电驱动或高速内燃机与电池的混合驱动等模式，能够大大降低汽车的综合油耗，并提升汽车的行驶品质。

电机在运行过程中会产生大量的热，因此需要及时将热量带走；同时，为了避免汽车在碰撞中损坏电机，在设计上通常需要将电机置于钢制外壳(称为“水套”)中，并用水对外壳进行持续冷却。此外，由于水套为安全件，因此对材料的塑韧性要求较高。

目前，水套用钢主要为22CrMo系列调质钢，其通过加入Cr、Mo等元素(Cr≥1.00％、Mo≥0.15％)使材料经淬火与回火的热处理后达到优良的力学性能，通常Cr≥1.00％，Mo≥0.15％；由于调质过程中会产生热应力和组织应力形变，工件毛坯的外壁必须达到一定厚度来抵御热处理变形，造成了后续机加工时严重的材料浪费和刀具损耗，同时降低了生产效率。

此外，现有广泛应用的非调质钢主要为中高碳非调质钢，例如GB/T 15712中的38MnVS系列和49MnVS系列，这些非调质钢的塑韧性较差，无法满足水套用钢的设计要求。

发明内容

本发明提供一种非调质钢及其制备方法，该非调质钢的强度高、塑韧性好，完全能够满足水套用钢的设计要求。

本发明提供一种非调质钢，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15-0.22％，硅：0.15-0.80％，锰：1.20-1.60％，铬：0.05-0.30％，铝：0.010-0.030％，镍：0.00-0.10％，铜：0.00-0.20％，磷：0.000-0.025％，硫：0.020-0.060％，钒：0.07-0.20％，氮：0.010-0.020％，铅≤0.01％，锡≤0.01％，砷≤0.01％，锑≤0.01％，余量为铁。

在本发明中，若无特殊说明，含量均为质量含量。

本发明的非调质钢将碳的含量设置在0.15-0.22％的范围内；若超出此范围，材料的塑韧性差；若低于此范围，材料的强度不足。进一步地，非调质钢中的碳含量可以为0.19-0.20％。

在本发明中，非调质钢中的硅含量可以为0.40-0.70％，进一步可以为0.50-0.60％，更进一步可以为0.55-0.57％。

本发明的非调质钢将锰的含量设置在1.20-1.60％的范围内；若超出此范围，材料易产生贝氏体异常组织；若低于此范围，材料的强度不足。非调质钢中的锰含量可以为1.20-1.40％，进一步可以为1.20-1.30％，更进一步可以为1.24-1.26％。

本发明的非调质钢将铬的含量设置在0.05-0.30％的范围内；若超出此范围，材料的硬度偏高，不利于机加工；若低于此范围，材料的强度不足。非调质钢中的铬含量可以为0.05-0.20％，进一步可以为0.05-0.10％，更进一步可以为0.08-0.10％。