專利名稱：一種合金結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金結(jié)構(gòu)鋼，尤其是一種在低溫條件下用于大型船舶舵桿和 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電機(jī)軸的合金結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼按照國(guó)標(biāo)GB/T3077-1999生產(chǎn)，其主要組成成分按 重量百分比計(jì)算為碳0.38 0.45%、硅0.17 0.37%、錳0.50 0.80%、鉬0.15 0.25%、鉻0.90 1.20%、磷《0.035%、硫《0.035%、銅《0.30%、余量為鐵。采 用電弧爐冶煉、LF爐精煉、真空脫氣、模鑄的生產(chǎn)工藝流程，以及與之相配套 的鍛造工藝，該合金結(jié)構(gòu)鋼在常溫下的沖擊韌性AKV^20J。
以上合金結(jié)構(gòu)鋼抗疲勞強(qiáng)度較低，加工成產(chǎn)品后，使用壽命短，在低溫下的 抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性都不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種較高抗疲勞強(qiáng)度、較高低溫沖擊韌性 的合金結(jié)構(gòu)鋼，以及該合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是該結(jié)構(gòu)鋼的組分按重量百分比
計(jì)算為碳0. 38 0. 41%、硅0. 17 0. 37%、錳0. 68 0. 80%、磷《0. 012%、硫《 0. 012%、鉻1. 05 1. 20%、鉬0. 20 0. 30%、鎳0. 30 0. 40%、銅《0. 20%、鋁0. 025 0.065%、鈮0. 025 0. 065%;鴇、砷、錫、鉛、鈦中的任意一種元素均《0. 01%; 其余為鐵。
該結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)方法具體步驟為 (1)在電弧爐冶煉過程中加入廢鋼熔化，通過氧化期、還原期冶煉后，加 入以下鐵合金，按重量百分比計(jì)
硅鐵碳《0.01%、錳《0.4%、硅70 75%、鋁《1.0%、鐵余量
錳鐵碳《2.3%、錳60 65%、硅《1.0%、鐵余量
鉻鐵碳《8.0%、鉻60 65%、硅《3.0%、鐵余量
電解鎳鎳99.99%、雜質(zhì)余量
鉬鐵碳《0. 75%、鉬55 65%、硅SSO. 05%、鐵余量
鈮鐵碳《0.05%、鈮58 65%、硅《2.0%、鋁《2. 5%、鐵余量鋁線鋁97.0%、雜質(zhì)余量
硅藥硅45 50%、鈣25 30°/。、鐵余量
硅鋁鐵硅42 48%、鋁45 50%、鐵余量
(2) 經(jīng)過LF爐精煉，精煉溫度為157(TC 165(TC，成份微調(diào)、造渣脫氧， 精煉時(shí)間〉40分鐘，全程吹氬攪拌，使化學(xué)成份達(dá)到本鋼種的組分要求；
(3) 用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為1630。C 165(TC，真空度《67 帕，抽氣時(shí)間>10分鐘；
(4) 在1545。C 1555'C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄；
(5) 鋼錠凝固后采取保溫措施，保溫時(shí)間〉72小時(shí)；
(6) 通過鍛造、調(diào)質(zhì)處理，使該結(jié)構(gòu)鋼-4(TC時(shí)低溫沖擊韌性AKV〉37J。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1、該鋼種提高了磷、硫的含
量，磷、硫的重量百分比《0.012%，減少了硫化物等夾雜物產(chǎn)生的概率，提高了 鋼材的抗疲勞強(qiáng)度；2、該鋼種提高了鉻的含量，有利于提高鋼材在鍛造調(diào)制過 程中的淬透性；3、該鋼種提高了鉬的含量，有利于提高鋼材的淬透性和細(xì)化晶 粒；4、在制作過程中，加入了鈮鐵，將鈮的含量控制在0.025 0.06% (重量百 分比計(jì))，可以細(xì)化晶粒，提高鋼材的低溫沖擊韌性；5、在制作過程中，加入了 電解鎳，將鎳的含量控制在0.30 0.40% (重量百分比計(jì))，可以提高鋼材的低溫 沖擊韌性；6、該鋼種將鋁的重量百分比控制在0.025 0.065%，使鋼材的奧氏體 晶粒度達(dá)到5 8級(jí)。
綜上，本發(fā)明通過優(yōu)選化學(xué)成分、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，使該合金結(jié)構(gòu)鋼在-40'C 時(shí)的低溫沖擊韌性AKV>37J，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有同種合金結(jié)構(gòu)鋼。
具體實(shí)施方式
表中序號(hào)1 3為熔煉的三組合金結(jié)構(gòu)鋼，其具體成份為-
序號(hào)碳硅錳磷硫鉻鉬鎳銅鋁鈮鉤
10. 380. 200. 700.010.011. 060. 220. 300. 200. 0270. 030. 001
20. 400. 270. 750. 0080. 0091. 100. 250. 350. 150. 0250. 030,002
30. 430. 320. 780.0120.0121.170.270. 350. 120.0280. 0350.0015
序號(hào)砷錫鉛鈦鐵10. 0010. 0010. 0010. 001余20. 0010. 0010. 0010. 001余30. 00150. 00150. 00150. 0015余具體加工步驟為
(1)在電弧爐冶煉過程中加入廢鋼熔化，通過氧化期、還原期冶煉后，加
入以下鐵合金，按重量百分比計(jì)-
硅鐵碳《0.01%、錳《0.4%、硅70 75%、鋁《1.0%、鐵余量 錳鐵碳《2.3%、錳60 65%、硅《1.0%、鐵余量 鉻鐵碳《8.0%、鉻60 65%、硅《3.0%、鐵余量 電解鎳鎳99.99%、雜質(zhì)余量
鉬鐵碳《0. 75%、鉬55 65%、硅《0.05%、鐵余量
鈮鐵碳《0.05%、鈮58 65%、硅《2.0%、鋁《2.5%、鐵余量
鋁線鋁97. 0°/。、雜質(zhì)余量
硅鈣硅45 50%、鈣25 30%、鐵余量
硅鋁鐵硅42 48%、鋁45 50%、鐵余量
其中本實(shí)施例在還原初期加入硅鐵1.5kg/噸鋼水、錳鐵10kg/噸鋼水、鉻 鐵20kg/噸鋼水、電解鎳1.5kg/噸鋼水、鉬鐵3kg/噸鋼水、硅鈣lkg/噸鋼水、 硅鋁鐵lkg/噸鋼水。
(2)然后加入鈮鐵O. 5Kg/噸鋼水、鋁線lKg/噸鋼水后，在LF爐中進(jìn)行精 煉，精煉溫度為157(TC 165(TC，成份微調(diào)、造渣脫氧，精煉時(shí)間>40分鐘，全程吹氬攪拌，使化學(xué)成份達(dá)到本鋼種的組分要求；
(3) 用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為163(TC 1650'C，真空度《67 帕，抽氣時(shí)間〉10分鐘；
(4) 在1545"C 1555'C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄；
(5) 鋼錠凝固后采取保溫措施，保溫時(shí)間〉72小時(shí)；
(6) 通過鍛造、調(diào)質(zhì)處理，使該結(jié)構(gòu)鋼-40'C時(shí)低溫沖擊韌性AKV〉37J。
權(quán)利要求
1、一種合金結(jié)構(gòu)鋼，其特征是該結(jié)構(gòu)鋼的組分按重量百分比計(jì)算為碳0.38～0.41％、硅0.17～0.37％、錳0.68～0.80％、磷≤0.012％、硫≤0.012％、鉻1.05～1.20％、鉬0.20～0.30％、鎳0.30～0.40％、銅≤0.20％、鋁0.025～0.065％、鈮0.025～0.065％；鎢、砷、錫、鉛、鈦中的任意一種元素均≤0.01％；其余為鐵。
2、 一種權(quán)利要求l所述合金結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)方法，其特征是具體步驟為(1) 在電弧爐冶煉過程中加入廢鋼熔化，通過氧化期、還原期冶煉后，加入以下鐵合金，按重量百分比計(jì)硅鐵碳《0.01%、錳《0.4%、硅70 75%、鋁《1.0%、鐵余量 錳鐵碳《2.3%、錳60 65%、硅《1.0%、鐵余量 鉻鐵碳《8.0%、鉻60 65%、硅《3.0%、鐵余量 電解鎳鎳99.99%、雜質(zhì)余量鉬鐵碳《0. 75%、鉬55 65%、硅《0.05%、鐵余量鈮鐵碳《0.05%、鈮58 65%、硅《2. 0%、鋁《2. 5%、鐵余量鋁線鋁97.0%、雜質(zhì)余量硅鈣硅45 50%、 *丐25 30%、鐵余量硅鋁鐵硅42 48%、鋁45 50%、鐵余量(2) 經(jīng)過LF爐精煉，精煉溫度為1570°C 1650°C，成份微調(diào)、造渣脫氧， 精煉時(shí)間>40分鐘，全程吹氬撹拌，使化學(xué)成份達(dá)到本鋼種的組分要求；(3) 用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為1630°C 1650°C，真空度《67 帕，抽氣時(shí)間〉10分鐘；(4) 在1545'C 1555'C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄；(5) 鋼錠凝固后采取保溫措施，保溫時(shí)間〉72小時(shí)；(6) 通過鍛造、調(diào)質(zhì)處理，使該結(jié)構(gòu)鋼-40'C時(shí)低溫沖擊韌性AKV〉37J。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在低溫條件下用于大型船舶舵桿和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電機(jī)軸的合金結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法。該結(jié)構(gòu)鋼的組分按重量百分比計(jì)算為碳0.38～0.41％、硅0.17～0.37％、錳0.68～0.80％、磷≤0.012％、硫≤0.012％、鉻1.05～1.20％、鉬0.20～0.30％、鎳0.30～0.40％、銅≤0.20％、鋁0.025～0.065％、鈮0.025～0.065％；鎢、砷、錫、鉛、鈦中的任意一種元素均≤0.01％；其余為鐵。其生產(chǎn)方法為(1)在電弧爐冶煉過程中加入廢鋼熔化，通過氧化期、還原期冶煉后，加入鐵合金；(2)LF爐精煉，成份微調(diào)、造渣脫氧，全程吹氬攪拌；(3)用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣；(4)氬氣保護(hù)模鑄；(5)保溫；(6)鍛造、調(diào)質(zhì)處理。該合金結(jié)構(gòu)鋼具有較高抗疲勞強(qiáng)度、較高低溫沖擊韌性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21C7/06GK101597724SQ200910100270
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者徐水明, 湯鄭忠 申請(qǐng)人:杭州蕭山大興機(jī)械鑄造有限公司