[发明专利]一种齿轴用钢及其制造方法

权利要求书

1.一种齿轴用钢，其特征在于，包括按质量百分比计的化学成分：

C：0.27～0.33％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.65～1.00％，S：0.010～0.040％，Cr：0.80～1.20％，Al：0.030～0.050％，N：0.008～0.020％，Nb：0.002～0.030％，

其中，淬透性临界理想直径Di的值为3.0～3.5in.；其中：Di＝0.54×C×(3.33Mn+1)×(0.70Si+1)×(0.363Ni+1)×(2.16Cr+1)×(3.0Mo+1)×(0.365Cu+1)×(1.73V+1)×(2.50Nb+1)，式中的各化学元素均代入该化学元素的质量百分含量的百分号前面的数值。

2.根据权利要求1所述的齿轴用钢，其特征在于，C：0.27～0.33％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.65～1.00％，S：0.010～0.040％，Cr：0.80～1.20％，Al：0.030～0.050％，N：0.008～0.020％，Nb：0.002～0.030％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的齿轴用钢，其特征在于，还包括：Ni≤0.20％，Cu≤0.20％，Mo≤0.10％，V≤0.02％中的至少一种元素。

4.根据权利要求2所述的齿轴用钢，其特征在于，在其他不可避免的杂质中，各杂质元素含量满足下述各项要求：P≤0.015％、O≤0.0020％、H≤0.0002％、B≤0.0005％、Ti≤0.005％、Ca≤0.003％。

5.根据权利要求2所述的齿轴用钢，其特征在于，微合金元素综合系数r_M/X的范围为0.5～2.0，其中r_M/X＝(20*[Nb]/93+[Al]/27)/([N]/14+[C]/120)，式中的各化学元素均代入该化学元素的质量百分含量的百分号前面的数值。

6.根据权利要求2所述的齿轴用钢，其特征在于，940～1020℃的高温真空渗碳前后的奥氏体晶粒度保持5～8级。

7.根据权利要求2所述的齿轴用钢，其特征在于，所述齿轴用钢在代表性位置J9mm的淬透性为39～45HRC。

8.一种齿轴用钢的制造方法，其特征在于，所述齿轴用钢成分如权利要求1-7中任一项所述，所述制造方法包括下述步骤：

冶炼和浇铸；

加热；

锻造或轧制。

9.根据权利要求8所述的齿轴用钢的制造方法，其特征在于，所述加热步骤中，钢坯加热温度为1100～1250℃，保温3～12h后进行后续轧制或锻造。

10.根据权利要求9所述的齿轴用钢的制造方法，其特征在于，在所述锻造或轧制步骤中，终锻或终轧温度≥900℃。

11.根据权利要求8所述的齿轴用钢的制造方法，其特征在于，所述加热步骤包括：预热段、升温段、均热段，其中所述预热段，将钢坯加热至600～700℃，升温速度为100～500℃/h；随后进入所述升温段，将所述钢坯加热至900～1100℃，升温速度为100～200℃/h；然后进入所述均热段，将所述钢坯加热至1100～1250℃，升温速度为100～200℃/h，保温3～12h。

12.根据权利要求11所述的齿轴用钢的制造方法，其特征在于，所述预热段、所述升温段、所述均热段之间的保温时间为10～60s。

13.根据权利要求9或11所述的齿轴用钢的制造方法，其特征在于，对所述钢坯进行所述加热步骤之后轧制到中间坯尺寸，对所述中间坯进行第二次加热，然后进行热轧。

14.根据权利要求13所述的齿轴用钢的制造方法，其特征在于，所述第二次加热步骤包括：预热段、升温段、均热段，其中所述预热段，将钢坯加热至600～700℃，升温速度为100～500℃/h；随后进入所述升温段，将所述钢坯加热至900～1100℃，升温速度为100～200℃/h；然后进入所述均热段，将所述钢坯加热至1100～1250℃，升温速度为100～200℃/h，保温3～12h。