專利名稱：：低碳高強(qiáng)度高韌性非調(diào)質(zhì)鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及含Si、Mn、V的鐵基合金。目前國(guó)內(nèi)外一般合金鋼都需要調(diào)質(zhì)處理才能達(dá)到所要求的性能，由于合金元素成份復(fù)雜，不但生產(chǎn)成本高，冶煉難度大，而且需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，淬火+高溫回火不可避免要產(chǎn)生變形、開裂和氧化、脫碳等缺陷。已公開的CN85100080號(hào)“低碳空冷粒狀貝氏體鋼”，經(jīng)鍛、軋熱加工空冷后直接應(yīng)用或回火使用。該鋼種主要合金元素是Mn、B，所以它冶煉困難，且韌性偏低;使用受限制。CN1036231公開的Si-Mn-Mo，“高強(qiáng)韌性貝氏體鋼”，經(jīng)鍛、軋熱加工空冷后回火，雖不經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，但它的成份中含Si、Mn較高，且含有Mo，生產(chǎn)成本較高。本發(fā)明的目的是研制一種低碳高強(qiáng)度高韌性非調(diào)質(zhì)鋼，它不含有昂貴稀缺的添加元素如Cr、Ni、Mo、W，也不含有冶煉困難的B。本發(fā)明主要合金元素是極普通的國(guó)內(nèi)富有的合金元素Si和Mn，以及少量的V，其余為Fe，其成份可為(重量%)C0.14-0.26%Si0.55-0.95%Mn1.80-2.45%V0.05-0.15%其余為Fe。本發(fā)明的較佳成份為(重量%)C0.16-0.22%Si0.55-0.83%Mn2.10-2.35%V0.10-0.15%其余為Fe。本發(fā)明所述的低碳高強(qiáng)度高韌性非調(diào)質(zhì)鋼，用電弧爐按常規(guī)工藝冶煉。由于采用了上述的成份設(shè)計(jì)，經(jīng)1200℃鍛、軋，1100～900℃空冷，再經(jīng)300～650℃回火，可獲得具有良好性能配合的鐵素體+貝氏體雙相組織，其機(jī)械性能優(yōu)于部分合金調(diào)質(zhì)鋼。本發(fā)明立足于國(guó)內(nèi)資源和生產(chǎn)條件，以極普通經(jīng)濟(jì)的Si和Mn為基本合金元素，添加少量既細(xì)化晶粒又提高強(qiáng)韌性的V，依靠其恰當(dāng)配比獲得具有高強(qiáng)度高韌性的性能配合。從而彌補(bǔ)了Mo-B系、Mo系、W-B系、Cr-Mo系、Ni-Mo系、Mn-B系貝氏體鋼價(jià)格昂貴和生產(chǎn)困難的弱點(diǎn)，而且本發(fā)明生產(chǎn)成本低，工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明提供的鋼種可代替部分合金調(diào)質(zhì)鋼作機(jī)器零件，制造各類軸、桿件、齒輪或其它零件。由于它空冷自硬不需調(diào)質(zhì)處理，因此避免了調(diào)質(zhì)產(chǎn)生的氧化、脫碳、變形、開裂等缺陷。因此用本發(fā)明提供的鋼材制造的機(jī)器零件，性能均勻，尺寸穩(wěn)定，免除了昂貴的調(diào)質(zhì)熱處理，大大降低了制造成本，節(jié)約了能源。本發(fā)明的實(shí)施例如下表化學(xué)成份及熱加工工藝<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">鋼號(hào)化學(xué)成份熱加工工藝CSiMnV10.160.602.100.15加熱1200℃鍛，軋1100～900℃空冷20.190.632.170.14530.170.542.200.1340.220.752.150.15</table></tables>機(jī)械性能<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">鋼號(hào)回火溫度(℃)бb(N/mm2)бs(N/mm2)ψ(％)б(％)aK(J/cm2)16507606606023＞147230098079050218033509407655122844550990805451767</table></tables>本發(fā)明與一般合金鋼相比不但合金成份經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單，不經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，鍛、軋空冷+回火便可得到優(yōu)良的性能指標(biāo)，對(duì)比結(jié)果如下列二表。表一化學(xué)成份對(duì)比<tablesid="table3"num="003"><tablealign="center">鋼種化學(xué)成份(％)CSiMnCrNiMoWV本發(fā)明0.14/0.260.55/0.951.8/2.450.05/0.1520Cr0.17/0.240.17/0.370.50/0.800.70/1.020Cr3MoWV0.17/0.250.17/0.370.30/0.602.60/3.000.35/0.500.30/0.600.70/0.9020CrMo0.17/0.240.17/0.370.40/0.700.80/1.100.15/0.2512CrNi30.10/0.170.17/0.370.30/0.600.60/0.902.75/3.25</table></tables>表二機(jī)械性能對(duì)比<tablesid="table4"num="004"><tablealign="center">鋼種熱處理工藝бb(N/mm2)бs(N/mm2)ψ(％)б(％)aK(J/cm2)本發(fā)明300℃回火空冷98079050218020Cr一次880℃淬油或水二次800℃淬油或水200℃回火、空或水冷83353940104720Cr3MoWV1050℃淬火空冷720℃回火，水或油冷78463740145520CrMo880℃淬火，水或油冷500℃回火，水或油冷88268650127820CrNi3830℃淬火，水或油冷480℃回火，水或油冷931686501171</table></tables>從表二看出本發(fā)明具有高強(qiáng)度、高韌性的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明鋼種試用于振動(dòng)沉拔罐注樁機(jī)的主卷?yè)P(yáng)機(jī)螺栓，進(jìn)尺深達(dá)3000米以上，其機(jī)械性能達(dá)σb970N/mm2σS795N/mm2ψ50%σ21%ak84J/cm權(quán)利要求1.一種低碳高強(qiáng)度高韌性非調(diào)質(zhì)鋼，其特征在于這種鋼的成份為(重量%)C0.14-0.26%Sl0.55-0.95%Mn1.80-2.45%V0.05-0.15%其余為Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼，其特征在于成份可為(重量%)C0.16-0.22%Si0.55-0.83%Mn2.10-2.35%V0.10-0.15%其余為Fe。全文摘要一種低碳高強(qiáng)度高韌性非調(diào)質(zhì)鋼，屬于金屬材料硅錳合金領(lǐng)域。它立足于國(guó)內(nèi)資源和生產(chǎn)條件，以經(jīng)濟(jì)的普遍元素Si、Mn為主要合金元素，添加少量V，靠C、Si、Mn的恰當(dāng)配比，加少量細(xì)化晶粒提高韌性的V，經(jīng)鍛、軋空冷并回火，獲得鐵素體+貝氏體雙相組織。本發(fā)明提供的鋼具有高強(qiáng)度、高韌性，不含有貴重元素，使用時(shí)不需調(diào)質(zhì)處理，冶煉容易，因而成本低，節(jié)省能源，避免了使用時(shí)因熱處理而產(chǎn)生的缺陷。文檔編號(hào)C22C38/12GK1058997SQ9110878公開日1992年2月26日申請(qǐng)日期1991年9月3日優(yōu)先權(quán)日1991年9月3日發(fā)明者戴鴻君申請(qǐng)人:西寧鋼廠