[发明专利]一种工程机械高淬透性用钢及其控轧控冷制备方法

说明书

本发明公开了一种工程机械高淬透性用圆钢及其控轧控冷制备方法，工程机械高淬透性用钢化学成分质量百分比为：C：0.37～0.41％，Si：0.17～0.37％，Mn：1.40～1.55％，P：≤0.025％，S：≤0.020％，Cr：0.10～0.16％，Ni：≤0.20％，Cu：≤0.20％，Mo：≤0.05％，其余为Fe和其他微量杂质元素，其中，Ni+Cu+Mo≤0.30％，Cr/(Ni+Mo)≥1。该工程机械高淬透性用钢的控轧控冷工艺首先对连铸坯加热保温后进行粗轧和中轧；下一步进入精轧机组，轧后进入两段式水冷箱控制冷却，在下一步进入减定径机组轧制，轧后进入三段式水冷箱控制冷却。本发明通过合理的钢种成分设计和控轧控冷技术，大幅度细化了晶粒，明显改善了钢的组织均匀性和力学性能，钢的淬透性大幅度提高。

技术领域

本发明设计金属材料技术领域，特别是指一种工程机械高淬透性用圆钢及其控轧控冷制备方法。

背景技术

随着工程机械市场的加速发展，圆钢棒工程机械高淬透性用钢的市场需求和性能要求不断提升。此外，由于工程机械设备使用条件苛刻，需要工程机械零部件有优良的综合机械性能和高淬透性，因此在常规用钢生产技术的基础上，开发出一种低碳低合金化和控轧控冷技术，对于工程机械设备的服役寿命和耐用性、安全性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种工程机械高淬透性用圆钢及其控轧控冷制备方法，本发明通过合理的钢种成分设计和控轧控冷技术，大幅度细化了晶粒，明显改善了钢的组织均匀性和力学性能，钢的淬透性大幅度提高。根据本发明制造的钢，具有良好的机械性能和高淬透性，细晶粒度。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种工程机械高淬透性用圆钢，所述圆钢的化学成分质量百分比为：C：0.37～0.41％，Si：0.17～0.37％，Mn：1.40～1.55％，P：≤0.025％，S：≤0.020％，Cr：0.10～0.16％，Ni：≤0.20％，Cu：≤0.20％，Mo：≤0.05％，其余为Fe和其他微量杂质元素，其中，Ni+Cu+Mo≤0.30％，Cr/(Ni+Mo)≥1。

本发明钢中部分元素作用如下：

碳：随着碳含量的增加，钢的淬透性和淬硬性增加，但钢的韧性、焊接性能降低。通过本发明技术的应用，在不影响钢的淬透性的情况下，比常规轧制的碳含量上限由0.45％降低至0.41％。

锰：固溶强化元素，同时使C曲线右移，显著提高钢的淬透性。锰元素提高钢的韧性、强度，但是锰过高会引起偏析。通过本发明技术，与常规轧制相比，锰含量由1.65％降低至1.55％。

铬：添加一定含量的铬元素，可以提高钢的强度和硬度，同时显著提高钢的淬透性。

本发明还提供了一种工程机械高淬透性用圆钢的控轧控冷制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)连铸坯加热，加热时间≤5小时，加热温度为1200～1260℃，连铸坯加热保温后准备出钢；

2)高压水除磷处理连铸坯表面氧化铁皮，水压20～25MPa；

3)开轧温度控制为1120～1170℃，连铸坯轧制，轧后切头；再中轧机组轧制，中轧后精轧机组轧制，轧后进入两段式水冷箱控制冷却，水压0.5～1.0MPa，控制水冷后轧件温度920～970℃；

4)轧件进入减定径机组轧制，轧后成品圆钢尺寸符合国标一组精度；

5)圆钢进入三段式水冷箱，水压0.5～1.0MPa，控制水冷后终轧温度720～770℃；

6)圆钢经过定尺锯切后进入冷床缓冷，冷床过钢辊道上方覆盖保温罩，缓慢冷却至550℃以下后，打捆收集后空冷至室温。