一種改進型40CrNiMo鋼及其熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為：0.70～0.90％的Cr，1.65～2.00％的Ni，0.20～0.30％的Mo，0.38～0.43％的C，0.20～0.35％的Si，0.60～0.80％的Mn，0～0.025％的P和0～0.025的S，F(xiàn)e為余量。本發(fā)明改進型40CrNiMo鋼具有較高硬度及高耐磨性，且耐低溫，鋼的冷脆性效果較好。
【專利說明】一種改進型40CrNiMo鋼及其熱處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種改進型40CrNiMo鋼。
【背景技術(shù)】 [0002]40CrNiMo鋼是低合金結(jié)構(gòu)鋼的一種，是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，適當加入一種或多種合金元素(總含量不超過5%)而制成的鋼種，主要用做高強度、高韌性、截面尺寸較大的和較重要的調(diào)質(zhì)零件，如航空發(fā)動機軸、軸類、齒輪、臥式鍛造機的傳動偏心軸、鍛壓及曲軸等。常用的40CrNiMo鋼的主要成分為:0.60~0.90% Cr，1.25~1.65Ni，0.15~
0.25Μο，0.37 ~0.44C，0.17 ~0.37Si，0.50 ~0.80Mn，P ( 0.025, S ^ 0.025，余量為 Fe。
[0003]40CrNiMo鋼作為油井設(shè)備上的軸類、套類及鉆機系統(tǒng)零件的材料，在國際采油行業(yè)上應用比較廣泛，其常規(guī)使用的性能要求如下:
[0004]抗拉強度σ b (MPa):≥ 1000 (145K);屈服強度 σ s (MPa):≥ 827(120K);伸長率δ 5(% ) 15 ;斷面收縮率 Ψ (% ) 30 ；
[0005]-20°C、_45°C沖擊功Akv(J):三個平均值≥42，單個最小值≥33。
[0006]但是隨著深井鉆井技術(shù)的發(fā)展，對其強韌性提出了更高的要求，國際石油公司對石油鉆桿的使用要求提出了現(xiàn)有最高的要求，具體如下:
[0007]抗拉強度σ b (MPa):≥ 1103 (160K);屈服強度 σ s (MPa):≥ 1000 (145K);伸長率δ 5(% ) 14 ;斷面收縮率 Ψ (% ) 25 ；
[0008]-20°C、_45°C沖擊功Akv(J):三個平均值≥42，單個最小值≥33。
[0009]對于現(xiàn)有的最高要求，常規(guī)材料的拉伸性能能夠滿足，但其低溫沖擊要求的溫度低于常規(guī)材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度，鋼的冷脆傾向就成為突出問題，如發(fā)生冷脆斷裂將會導致嚴重的后果。而利用現(xiàn)有的40CrNiMo鋼材料很難達到上述國際石油公司的要求，不能滿足客戶使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明目的在于提供一種改進型40CrNiMo鋼，以使其滿足國際石油公司的最高要求。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開的一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.70 ~0.90% 的 Cr，1.65 ~2.00 % 的 Ni，0.20 ~0.30 % 的 Mo，0.38 ~0.43 % 的 C，
0.20 ~0.35% 的 Si，0.60 ~0.80% 的 Mn，O ~0.025% 的 P 和 O ~0.025 的 S，F(xiàn)e 為余量。
[0012]優(yōu)選的，所述改進型40CrNiMo鋼的化學元素重量百分比為:0.80%的Cr，1.75%的 Ni,0.25%的 Mo,0.40%的 C，0.30% 的 Si,0.70%的 Mn,0.020%的 P 和 0.020%的 S，F(xiàn)e為余量。
[0013]優(yōu)選的，所述改進型40CrNiMo鋼的化學元素重量百分比為:0.75%的Cr，1.70%的 Ni，0.28%的 Μο，0.38%的 C，0.25%的 Si，0.65%的 Μη，0.015%的 P 和 0.015%的 S，F(xiàn)e
為余量。[0014]其中，每種成分的作用如下:
[0015]碳(C):提高鋼的淬硬性及硬度，過高會降低鋼的韌性，在使用過程中易產(chǎn)生脆性斷裂。
[0016]硅(Si):可在一定程度上提高鋼的淬透性。
[0017]錳(Mn):可在一定程度上提高鋼的淬透性，增強鋼的強度。
[0018]磷(P):適量添加可改善鋼的切削性能。
[0019]硫(S):適量添加可改善鋼的切削性能。
[0020]鉻(Cr):提高鋼的強度、淬透性及耐腐蝕性能。
[0021]鎳(Ni):提高鋼的強度、改善鋼的韌性、提高鋼的耐腐蝕性。
[0022]鑰(Mo):提高鋼的淬透性、細化晶粒、提高鋼的耐腐蝕性。
[0023]冶煉采用電爐+電渣重熔工藝，經(jīng)檢測本發(fā)明改進型40CrNiMo鋼的性能均符合以下標準:
[0024]抗拉強度σ b (MPa):≥ 1103 (160K);屈服強度 σ s (MPa):≥ 1000 (145K);伸長率δ 5(% ):≥14 ;斷面收縮率Ψ (% ):≥25。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明改進型40CrNiMo鋼具有較高硬度及高耐磨性，且耐低溫，鋼的冷脆性效果較好。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0027]實施例一:一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.80%的Cr，
1.75% 的 Ni，0.25% 的 Mo，0.40% 的 C，0.30% 的 Si，0.70% 的 Mn，0.020% 的 P 和 0.020%的S，F(xiàn)e為余量。冶煉采用電爐+電渣重熔工藝，該鋼材的抗拉強度為:抗拉強度Qb(MPa):1146 ;屈服強度 σ s (MPa):1025。
[0028]實施例二:一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.75%的Cr，
1.70% 的 Ni，0.28% 的 Mo，0.38% 的 C，0.25% 的 Si，0.65% 的 Mn，0.015% 的 P 和 0.015%的S，F(xiàn)e為余量。冶煉采用電爐+電渣重熔工藝，該鋼材的抗拉強度為:抗拉強度Qb(MPa):1143 ;屈服強度 σ s (MPa):1030。
[0029]實施例三:一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.70%的Cr，
1.65% 的 Ni，0.20% 的 Mo，0.38 % 的 C，0.20 % 的 Si，0.60 % 的 Mn，0.01 % 的 P 和 0.01 的S，F(xiàn)e為余量。冶煉采用電爐+電渣重熔工藝，該鋼材的抗拉強度為:抗拉強度σ b (MPa):1140;屈服強度 σ s (MPa):1020。
[0030]實施例四:一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.90%的Cr，
2.00%的 Ni,0.30%的 Mo,0.43%的 C，0.35%的 Si,0.80%的 Mn，0.025%的 P 和 0.025 的
S,Fe為余量。
[0031]實施例五:一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.85%的Cr，1.90的 Ni，0.28% 的 Mo，0.41% 的 C，0.32% 的 Si, 0.75% 的 Mn，0.010% 的 P 和 0.010 的 S，F(xiàn)e 為余量。冶煉采用電爐+電渣重熔工藝，該鋼材的抗拉強度為:抗拉強度Qb(MPa):1141;屈服強度 σ s (MPa):1021o[0032]實施例六:一種改進型40CrNiMo鋼，其化學元素重量百分比為:0.78%的Cr，1.85%的 Ni,0.22%的 Mo,0.39%的 C，0.32%的 Si,0.78%的 Mn，0.020%的 P 和 0.020 的S，F(xiàn)e為余量。冶煉采用電爐+電渣重熔工藝，該鋼材的抗拉強度為:抗拉強度σ b (MPa):1142 ;屈服強度 σ s (MPa):1022。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.一種改進型40CrNiMo鋼，其特征在于，其化學元素重量百分比為:0.70~0.90%的Cr, 1.65 ~2.00% 的 Ni，0.20 ~0.30 % 的 Mo，0.38 ~0.43 % 的 C，0.20 ~0.35 % 的 Si，.0.60 ~0.80%的 Mn，O ~0.025%的 P 和 O ~0.025 的 S，F(xiàn)e 為余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型40CrNiMo鋼，其特征在于，其化學元素重量百分比為:.0.80% 的 Cr，1.75% 的 Ni，0.25% 的 Mo，0.40% 的 C，0.30% 的 Si，0.70% 的 Mn，0.020% 的P和0.020%的S，F(xiàn)e為余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型40CrNiMo鋼，其特征在于，其化學元素重量百分比為: .0.75% 的 Cr，1.70% 的 Ni，0.28% 的 Mo，0.38% 的 C，0.25% 的 Si，0.65% 的 Mn，0.015% 的P 和 0.015%^ S，F(xiàn)e 為余量。
【文檔編號】C22C38/44GK103627969SQ201210309234
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】楊冬春, 邊越洋 申請人:蘇州寶業(yè)鍛造有限公司