[发明专利]一种高强韧性工程机械轮体用30Mn2CrTiB钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高强韧性工程机械轮体用30Mn₂CrTiB钢及其生产方法，所述钢化学成分质量百分比为：C：0.28%‑0.31%，Si：0.20%‑0.30%，Mn：1.50%‑1.60%，Cr：0.50%‑0.65%，Ti：0.035%‑0.045%，B：0.0020%‑0.0030%，Al：0.020%‑0.040%，Cu≤0.20%，Ni≤0.25%，Mo：0.20%‑0.25%，P≤0.015%，S：0.020%‑0.030%，[H]≤0.00015%，[O]≤0.0020%，[N]≤0.0060%，余量为Fe。本发明相较传统的40Mn2轮体用钢，在提高钢材淬透性的同时，提高了钢的强韧性和耐磨性。同时通过合金元素细化钢的晶粒度，达到提高耐腐蚀性的作用。

技术领域：

本发明涉及钢铁行业中的保淬透性结构钢，具体涉及一种高强韧性工程机械轮体用30Mn2CrTiB钢及其生产方法。

背景技术：

工程机械是我国装备工业的重要组成部分，凡是土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化设施施工所需的机械装备，都称为工程机械。现有常见的工程机械包括挖掘机、铲土机、起重机、压实机、桩工机、钢筋混凝土机等。各种工程机械根据使用环境的不同，其行走部分通常采用轮式、履带式、轨道式，目前在复杂工况下主要使用履带式。履带的运转离不开轮体，轮体又分为承重轮、支重轮。工程机械底盘履带机构的轮体对工程机械的正常运行使用起到非常关键的作用。

随着基础建设的推进，工程机械需要在很多复杂环境下进行机械化施工，这对工程机械行走部件的质量提出了更高的要求。

GB/T 3077-2015《合金结构钢》中对40Mn2钢的化学成分及力学性能进行了明确的规定：C：0.37-0.44%，Si：0.17-0.37%，Mn：1.40-1.80%，P≤0.030%，S≤0.030%，Cu≤0.20%，Cr≤0.30%，Ni≤0.30%，Mo≤0.10%；调质后力学性能：Rm≥885Mpa，Rel≥735Mpa，A≥12%，Z≥45%，KU2≥55J。但越来越多的工程机械要求轮体用钢具备更高的强韧性、耐磨性、环境适应性和使用寿命，这就需要设计一种全新的工程机械轮体用钢。现有的40Mn2轮体用钢对恶劣环境下的适应性已经不能满足要求，急需开发出一种适用于低温、腐蚀环境，强韧性更高的轮体用钢，提升轮体的综合机械性能和使用寿命。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种高强韧性工程机械轮体用30Mn₂CrTiB钢及其生产方法。提高材料的强韧性、耐腐蚀性和使用寿命，使之可以完全替代现有的轮体用GB/T 3077-2015《合金结构钢》40Mn₂钢。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高强韧性工程机械轮体用30Mn₂CrTiB钢，其化学成分质量百分比为：C：0.28%-0.31%，Si：0.20%-0.30%，Mn：1.50%-1.60%，Cr：0.50%-0.65%，Ti：0.035%-0.045%，B：0.0020%-0.0030%，Al：0.020%-0.040%，Cu≤0.20%，Ni≤0.25%，Mo：0.20%-0.25%，P≤0.015%，S：0.020%-0.030%，[H]≤0.00015%，[O]≤0.0020%，[N]≤0.0060%，余量为Fe。

本发明所生产的工程机械轮体机械性能Rm≥1200Mpa，Rel≥1050Mpa，A≥15%，Z≥55%，KU2（20℃）≥100J，KU2（-20℃）≥40J。

下面具体说明本发明高强韧性工程机械轮体用30Mn2CrTiB钢化学成分的限定理由：

C能提高钢的强度和淬透性，但是会降低塑性和冲击韧性，增加钢的冷脆性和失效敏感性；为防止淬火变形及开裂，考虑材质塑性和强韧性的要求，本发明将C含量控制在0.28%-0.31%；