[发明专利]一种高强度高韧性铸钢材及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高强度高韧性铸钢材及其制备工艺，原料及各组分含量为：C 0.21‑0.28％、Si 0.31‑0.43％、Mn 0.09‑0.13％、B 0.21‑0.25％、Ni 0.34‑0.42％、Zr 0.09‑0.17％、Cr 0.11‑0.15％、Al 0.11‑0.13％、P 0.07‑0.09％、S 0.03‑0.04％、Sb 0.07‑0.11％、Ti 0.06‑0.09％、Ca 0.001‑0.004%、稀土元素0.04‑0.07％、O≤0.03%、N≤0.04%，余料为Fe及不可避免的杂质。本发明钢材具有较好的强度和韧性。

技术领域

本发明涉及钢材铸造技术领域，具体涉及一种高强度高韧性铸钢材及其制备工艺。

背景技术

目前钢铁市场上应用的铸钢按组织主要可分为三类：（1）调质处理得到的低强度的珠光体-铁素体铸钢；（2）空冷或等温处理得到的贝氏体铸钢；（3）高强度的淬火-低温回火的马氏体铸钢。然而，上述三种铸钢普遍存在着强度与韧性的矛盾。

经过对经过对现有技术进行了检索，在中国发明专利申请201510775828.9（公开日2016年1月27日）公开了一种用于铁路车辆车钩的高强度、高韧性合金铸钢材料，该所述合金铸钢材料的化学成分按重量百分比计为：C：0.14~0.20、Si：0.20~0.40、Mn：0.90~1.20、Cr：1.00~1.20、Ni：0.60~0.90、Mo：0.20~0.40、S≤0.030、P≤0.030；余量为铁和不可避免的杂质。本发明的合金铸钢材料的屈服强度≥800MPa、抗拉强度≥920MPa、伸长率≥14%、断面收缩率≥40%、-40℃冲击功≥35J。但还是存在着强度与韧性的矛盾问题。

而在中国发明专利申请201610334590.0（公开日2016年7月27日）公开了一种高强度高韧性汽车气缸用合金钢材料，各元素按重量百分比为：碳：0.2-0.5%，硅：1.2-1.6%，锰：2.4-3.1%，钼：1.2-1.8%，钆0.005-0.05%，锌：0.05-0.09%，铝：0.003-0.05%，锆：0.2-0.4%，硫≤0.015%，磷≤0.015%，余量为铁和不可避免的杂质；本发明制备的合金钢材料强度较高，成本较低，同时韧性好、耐腐蚀性好的特点，适合用于汽车零部件材料领域。但是还是存在着强度与韧性的矛盾。

基于此，有必要提供一种高强度高韧性铸钢材及其制备工艺，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种高强度高韧性铸钢材及其制备工艺，应用该工艺生产的钢材制得的铸钢材具有较好的强度和韧性，有效解决了强度与韧性不可兼得的问题，且制备工艺简单，生产成本相对较低，可满足生产的要求。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种高强度高韧性铸钢材，原料及各组分含量为：C 0.21-0.28％、Si 0.31- 0.43％、Mn 0.09-0.13％、B 0.21-0.25％、Ni 0.34-0.42％、Zr 0.09-0.17％、Cr 0.11- 0.15％、Al0.11-0.13％、P 0.07-0.09％、S 0.03-0.04％、Sb 0.07-0.11％、Ti 0.06- 0.09％、Ca0.001-0.004%、稀土元素0.04-0.07％、O≤0.03%、N≤0.04%，余料为Fe及不可避免的杂质。

作为优选，原料及各组分含量为：C 0.23-0.25％、Si 0.34-0.39％、Mn 0.11-0.13％、B 0.22-0.24％、Ni 0.37-0.41％、Zr 0.1-0.15％、Cr 0.13-0.15％、Al 0.11-0.13％、P 0.08-0.09％、S 0.03-0.04％、Sb 0.08-0.1％、Ti 0.07-0.09％、Ca 0.002-0.004%、稀土元素0.04- 0.06％、O≤0.03%、N≤0.04%，余料为Fe及不可避免的杂质。