[发明专利]一种轴用合金结构钢盘条及其制备方法

说明书

本发明属于钢铁材料制备领域，具体涉及一种轴用合金结构钢盘条及其制备方法。按重量百分数计其元素组成为，C0.35％～0.44％、Si0.15％～0.37％、Mn0.50％～0.80％、Cr0.60％～0.90％、Ni1.25％～1.65％、Mo0.15％～0.25％、P/S≤0.030％、Cu≤0.30％，其余为Al、Fe和不可避免的杂质。制备方法包括转炉冶炼、LF炉外精炼、RH真空脱气、大方坯连铸、中间坯轧制、精整和盘条轧制。制备的合金结构钢盘条组织均匀，采用软化退火工艺即可进行盘条拉拔、冷镦加工，解决了轴用合金结构钢盘条组织均匀差、拉拔前必须采用球化退火、质量稳定性差等技术难题。

技术领域

本发明属于钢铁材料制备领域，具体涉及一种轴用合金结构钢盘条及其制备方法。

背景技术

合金结构钢为用作机械零件和各种工程构件并含有一种或数种一定量的合金元素的钢。由于合金结构钢比碳素钢有更好的力学性能，特别是热处理性能优良，广泛用于船舶、车辆、飞机、导弹、兵器、铁路、桥梁、压力容器、机床等结构上。

轴用合金结构钢由于其一般为强度高、塑性好的重要零件，通常为一些尺寸较大、承受较大载荷的调质结构钢，而随着一些尺寸较小特殊性能要求的重要零件需求量的增加，及下游用户加工工艺不断的优化，给传统工艺生产的合金结构钢盘条带来一定困难，如轴杆拉拔余量小，对原材料表面质量要求高；为确保产品的使用寿命，对气体及非金属夹杂要求苛刻。

由于下游用户加工工艺的调整，热轧盘条不能在新工艺下使用。尤其受环保形势日益严峻及日趋激烈竞争市场环境影响，下游用户拉拔前将盘条球化退火工艺调整为软化退火，不但降低退火温度，同时缩短了退火时间，从而降低生产成本，而合金结构钢由于其成分设计的特殊性，生产过程中易析出以马氏体为主的组织，马氏体是一种硬而脆的组织，中碳钢获得的板条状马氏体通常采用球化退火改善其韧性和塑性，而软化退火加热温度在600～650℃内，盘条中随马氏体组织增加，采用软化退火后拉拔出现脆断问题越突出。

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术难题，通过合理设计化学成分、工艺流程和参数选择，提供一种轴用合金结构钢盘条及其制备方法，能够保证生产盘条洁净度高、显微组织均匀、脱碳深度浅、采用软化退火工艺后拉拔不发生脆断，且质量稳定，完全满足轴用合金结构钢盘条用户的需求。

为了实现上述目的，本发明提供一种轴用合金结构钢盘条，其化学成分按重量百分数计为：[C]0.35％～0.44％、[Si]0.15％～0.37％、[Mn]0.50％～0.80％、[Cr]0.60％～0.90％、[Ni]1.25％～1.65％、[Mo]0.15％～0.25％、[P]/[S]≤0.030％、[Cu]≤0.30％，其余为Al、Fe和不可避免的杂质。

优选的，其化学成分按重量百分数计为：[C]0.38％～0.42％、[Si]0.20％～0.30％、[Mn]0.65％～0.75％、[Cr]0.75％～0.85％、[Ni]1.28％～1.36％、[Mo]0.16％～0.20％、[Al]0.020％～0.035％、[P]/[S]≤0.020％、[Cu]≤0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明成分设计理由：

C是通过固溶强化而影响钢的强度和硬度的关键元素，但过高含量形成的碳化物消除困难，且过高含量造成钢的韧性下降明显，本发明中优选为0.38％～0.42％；

Si作为钢中常用脱氧剂之一，同时也能显著提高钢的强度，但同时影响钢的塑性与韧性，本发明优选为0.20％～0.30％；

Mn能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能，但锰含量过高易增加钢的回火脆性，本发明中优选为0.65％～0.75％；

Cr能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用，但含量过高会降低钢的韧性及塑性，本发明中优选为0.75％～0.85％；