[发明专利]一种抗拉强度≥1100MPa的发动机曲轴用非调质钢的制造方法

说明书

本发明涉及一种抗拉强度≥1100MPa的发动机曲轴用非调质钢的制造方法，包括：冶炼：参照钢材的化学成分对钢水的成分调控，按质量百分比为C：0.42～0.50％，Si：0.60～0.80％，Mn：1.40～1.65％，P：≤0.015％，S：0.060～0.090％，Cr：0.20～0.30％，Ni：0.10～0.25％，Al：0.010～0.030％，Ti：0.015～0.025％，V：0.15～0.25％，N：0.015～0.022％，B：0.0005～0.0025％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；连铸；加热：使用步进式加热炉加热铸坯；轧制：开轧温度为1000～1030℃，采用6架初轧机+6架中轧机+6架精轧机进行轧制，控制终轧温度在930～960℃；冷却：轧制结束后上冷床冷却，控制步进速度，下冷床温度≤550℃。获得的钢材显微组织为铁素体+珠光体，抗拉强度≥1100MPa，屈服强度≥735MPa，延伸率≥12％。

技术领域

本发明涉及合金钢的制造领域，尤其涉及高强度曲轴用非调质钢的制造方法。

背景技术

轻量化作为支撑汽车产业变革的一项共性关键基础技术，是国内外汽车厂商在节能减排的大环境下，应对能源挑战的共同选择，是汽车工业可持续发展的必经之路。

整车轻量化过程中，发动机轻量化是其中的重要内容之一，据数据统计，发动机质量占整车质量的12％左右；发动机的轻量化。可提高汽车动力性，节省材料、降低制造成本，同时可降低油耗、减少尾气排放量，已经成为整车开发中一个不可忽视的课题。

发动机中，曲轴质量约占发动机质量的10％，通过使用高强度材料来“瘦身”曲轴，使曲轴设计更紧凑和小型化，并可获得高功率、高扭矩性能，有助于发动机的轻量化。

目前国内外发动机曲轴通常使用800-900MPa抗拉强度级别的铁素体+珠光体型非调质钢材料，经检索：

授权公告号为CN 104264040B，公告日为2016.10.05，名称为“一种非调质钢及其制造方法以及采用该非调质钢制造的曲轴”的中国专利，公开了一种发动机曲轴用非调质钢材料，该钢材化学成分质量百分比为：C：0.37-0.43％，Si：0.55-0.65％，Mn：1.46-1.56％，V：0.07-0.13％，Nb：0.015-0.035％，N：0.012-0.017％，余量为铁和其他不可避免的杂质；该钢材抗拉强度≥880MPa，屈服强度≥550MPa。

申请公布号为CN 112372253A，公布日为2021.02.19，名称为“一种发动机非调质曲轴用钢及其锻件的制备方法”的中国专利文献，公开了一种发动机曲轴用非调质钢材料，该钢材化学成分质量百分比为：C：0.37～0.42；Si：0.50～0.65；Mn：1.30～1.50；S：0.045～0.060；Ni：0.120～0.150；P：0.010～0.025；Cr：0.10～0.20；Mo：0.015～0.050；Cu：0.03～0.20；Ni：0.120～0.150；V：0.08～0.13；Al：0.010～0.015；Ti：≤0.010；N：≥150ppm；铝氮比≤1，钛氮比≤0.67；该钢材抗拉强度＞900MPa，屈服强度＞580MPa。

申请公布号为CN 113862576A，公布日为2021.12.31，名称为“一种非调质钢、曲轴及其生产方法”的中国专利文献，公开了一种发动机曲轴用非调质钢材料，该钢材化学成分质量百分比为：C：0.45-0.51％，Si：0.20-0.37％，Mn：1.00-1.20％，P：≤0.025％，S：0.010-0.035％，Cr：0.05-0.25％，V：0.05-0.10％，Ni：≤0.20％，Cu：≤0.20％，Mo：≤0.04％，N：0.008-0.020％，Ti：0.010-0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质；该钢材抗拉强度≥820MPa，屈服强度≥500MPa。

上述公开的曲轴非调质钢的抗拉强度都未超过1000MPa，市场上缺乏强度在1000MPa以上的曲轴用非调质钢的制造。

发明内容