[发明专利]一种高强度长寿命齿轮钢的制造方法

权利要求书

1.一种高强度长寿命齿轮钢的制造方法，其特征在于：工艺流程为钢水初炼→钢水精炼→钢水真空脱气→连铸→连铸坯下坑缓冷→热轧→扩氢退火，进一步地，

(1)连铸过程中，拉伸矫直温度区间应避开低塑性温度区间，所述低塑性温度区间的确定方式是先用小的电频炉，按齿轮钢的目标成份冶炼一炉钢水，模铸成钢锭后，锻成φ30mm的试样，取样进行热模拟试验：检测650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃温度下材料的延伸系数、断面收缩率，目的是分析650-1100℃温度区间内材料的塑性变化，由此确定低塑性温度区间；

(2)连铸过程中，钢包下水口和紧固器的长水口采用过盈配合或增加接触面以提高密封性，防止钢水二次氧化；

(3)连铸坯下坑缓冷：下坑温度≥750℃，缓冷时间≥96小时；

(4)热轧：轧制前连铸坯的再加热温度设置为1100-1240℃，让Nb、C、Al、N熔入γ-Fe；终轧温度控制在900-1050℃，让轧后NbC、AlN质点大量析出；

(5)扩氢退火：通过氢致延迟断裂慢拉伸试验来确定扩氢退火的实施与否和工艺参数，氢致延迟断裂慢拉伸试验的方法是选取慢拉伸和TDS试样各5支，充氢试验工艺按未充氢、0.3mA/cm²、0.6mA/cm²、0.9mA/cm²、1.2mA/cm²五种工艺进行，充氢后试样在试验机上检测，试验精度为0.01ppm，试样在10^-9真空环境下，从室温加热到800℃，升温速率为100℃/h，试验结束后得到试样的总氢含量及各温度下氢溢出的速率曲线，对拉伸试样进行慢速拉伸试验，拉伸速率0.01mm/min，完成后比较各个充氢工艺对应试样的断面收缩率和断后伸长率，由此确定试样的容氢量以及扩氢退火温度区间。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：齿轮钢的元素成分wt％为C：0.22～0.32、Si：0.17～0.37、Mn：0.55～1.55、P：≤0.015、S：≤0.030、Cr：0.60～1.65、Mo：0.15～0.45、Ni：0.65～1.65、Cu：0.02～0.25、Al：0.02～0.035、Nb：0.01～0.06、B：0.0003～0.0006。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：齿轮钢的低塑性温度区间为700-850℃，连铸的拉伸矫直过程应避开700-850℃。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：通过拉坯速度和二冷区弱冷相配合以避开了700-850℃的低塑性温度区间，铸坯拉速为0.65-0.70m/min，二冷区弱冷为0.18-0.25L/kg。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于：铸坯拉速为0.65-0.68m/min，二冷区弱冷为0.18-0.20L/kg。

6.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，连铸时过热度为20-35℃。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，连铸时过热度为20-25℃。

8.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：步骤(5)中，扩H退火温度设定400℃-700℃，扩氢退火时间为18-20min/mm,mm是指钢材的直径或厚度。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：所述扩氢退火温度为450-700℃。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述扩氢退火温度为500-650℃。