[发明专利]一种胀断连杆用46MnVS系列钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种胀断连杆用46MnVS系列钢，钢的化学成分按质量百分含量计为C：0.44～0.48％，Si：0.60～0.75％，Mn：1.10～1.20％，P：0.015～0.045％，S:0.06～0.070％,Cr：0.20～0.28％，Ni：0.10～0.18％，Cu：0.08～0.15％，Mo：≤0.03％，Al：≤0.008％，Nb：0.020～0.040％，V：0.13～0.18％，N：0.015～0.021％，Ti：0.01～0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。连杆的组织为铁素体+珠光体，铁素体的含量5％～15％，连杆大头胀断面晶粒相差0.5级～1级；连杆的屈服强度Rel≥800MPa；胀断过程中的废品率≤0.1‰。

技术领域

本发明属于铁基合金技术领域，尤其涉及一种胀断连杆用46MnVS系列钢的制造方法。

背景技术

胀断连杆用46MnVS5钢从德国引进到国内，材料的优势在于强度高、疲劳寿命长，随着汽车向节能、轻量化方向的发展，用于替代C70S6系列胀断连杆。

46MnVS5钢引进到国内，各主机厂对牌号及标准要求进行了修改，如46MnVS6、46MnVS5mod、46MnVS6mod等；本申请统称为46MnVS系列钢。

按照国外技术规范中的化学成分冶炼钢材，由国内客户制成连杆，往往会出现连杆组织异常，在进行连杆加工前，需要进行小批量测试，根据测试结果调整连杆加工过程中的锻造和冷却工艺，来满足连杆所需的综合性能，该生产方式不利于大生产；同时由于工艺调整以及仍然使用C70S6系列钢相同设备用于生产，在胀断过程中46MnVS5所生产连杆的废品率过高，废品率到达了2％～10％；造成严重浪费。

发明内容

本发明的目的：解决连杆组织异常的问题避免贝氏体或马氏体这样的异常组织，让连杆获得均匀铁素体+珠光体组织；连杆大头胀断面的晶粒相差0.5级～1级；连杆的Rel(屈服强度)≥800Mpa，连杆铁素体含量5％～15％(含量是指检测面上铁素体的面积百分含量)，胀断过程中的废品率≤0.1‰。

连杆组织中铁素体越多，韧性越好，不利于胀断，所以需要对铁素体含量进行抑制。胀断过程中废品率考察的是胀断过程中连杆出现掉渣、撕边、变形等情况。

为了达到上述目的，本申请发明人在已公开46MnVS5国外标准和中国标准的基础上，为了实现高强度、低塑性和高疲劳性能三者的最佳平衡，对连杆用钢进行化学成分改进：46MnVS系列钢的化学成分按质量百分含量计为C：0.44～0.48％，Si：0.60～0.75％，Mn：1.10～1.20％，P：0.015～0.045％，S:0.06～0.070％,Cr：0.20～0.28％，Ni：0.10～0.18％，Cu：0.08～0.15％，Mo：≤0.03％，Al：≤0.008％，Nb：0.020～0.040％，V：0.13～0.18％，N：0.015～0.021％，Ti：0.01～0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；产品钢材的生产形式为热轧圆钢棒材。

本申请化学成分的设计依据如下：

C含量的确定

C是钢中最经济、最基本的强化元素，主要用于明显提高钢的强度，随着钢中含碳量增加，屈服和抗拉强度升高，塑性和冲击性降低。本发明C含量的范围确定为0.44～0.48％。本发明涉及钢材属于中碳钢范畴。

Si含量的确定

Si在钢中不形成碳化物，能固溶于铁素体中影响钢的强度性能，Si增加铁素体冷变形硬化率的作用很强，使钢的冷加工困难。但是Si还能促进元素P和S在晶界偏聚，使晶界适当脆化；本发明Si含量的范围确定为0.6～0.75％

Mn含量的确定