一种非调质钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种非调质钢及其制备方法。本发明专利技术的非调质钢，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15‑0.22％，硅：0.15‑0.80％，锰：1.20‑1.60％，铬：0.05‑0.30％，铝：0.010‑0.030％，镍：0.00‑0.10％，铜：0.00‑0.20％，磷：0.000‑0.025％，硫：0.020‑0.060％，钒：0.07‑0.20％，氮：0.010‑0.020％，铅≤0.01％，锡≤0.01％，砷≤0.01％，锑≤0.01％，余量为铁。本发明专利技术的非调质钢的强度高、塑韧性好，完全能够满足水套用钢的设计要求。

A kind of non-quenched and tempered steel and its preparation method

The invention provides a non-quenched and tempered steel and a preparation method thereof. The non-temptemptempered steel according to the present invention contains the following components by weight percentage: carbon: 0.15 0.22%, silicon: 0.15 0.80%, silicon: 0.15 0.80%, manganese: 1.20 1.60%, manchromium: 0.05 0.30%, aluminium: 0.010 0 0 0.039 0 0.030%, nickel: 0.00 0 0.10.10%, copper: 0.00 8209 0.20%, copper: 0.00 0.20%, phosphorus: 0.000 8209 0.000 8209 0.029 5%, sulphur: 0.callcallcallcallcall0 0 0 0 0 0 0.0 820.20%, nitrogen: 0.010 0.020%, lead < 0.01%, tin Less than 0.01%, arsenic less than 0.01%, antimony less than 0.01%, and iron. The non-quenched and tempered steel of the invention has high strength and good plasticity and toughness, and can fully meet the design requirements of water jacket steel.

【技术实现步骤摘要】
一种非调质钢及其制备方法
本专利技术涉及一种钢材，具体涉及一种非调质钢及其制备方法。
技术介绍
随着各国环保要求的不断提高，汽车已由燃料驱动逐渐向电力驱动发展。然而，电动汽车技术尚不成熟，存在电池续航里程短、寿命短、充电设施不齐全等问题，成为了制约新能源汽车发展的瓶颈。混动技术是目前最行之有效的解决办法，通过在汽车原有内燃机的基础上增加一套电机设备，由内燃机向电池供电，从而无需使用充电桩；同时，可以通过优化动力系统，采用低速纯电驱动或高速内燃机与电池的混合驱动等模式，能够大大降低汽车的综合油耗，并提升汽车的行驶品质。电机在运行过程中会产生大量的热，因此需要及时将热量带走；同时，为了避免汽车在碰撞中损坏电机，在设计上通常需要将电机置于钢制外壳(称为“水套”)中，并用水对外壳进行持续冷却。此外，由于水套为安全件，因此对材料的塑韧性要求较高。目前，水套用钢主要为22CrMo系列调质钢，其通过加入Cr、Mo等元素(Cr≥1.00％、Mo≥0.15％)使材料经淬火与回火的热处理后达到优良的力学性能，通常Cr≥1.00％，Mo≥0.15％；由于调质过程中会产生热应力和组织应力形变，工件毛坯的外壁必须达到一定厚度来抵御热处理变形，造成了后续机加工时严重的材料浪费和刀具损耗，同时降低了生产效率。此外，现有广泛应用的非调质钢主要为中高碳非调质钢，例如GB/T15712中的38MnVS系列和49MnVS系列，这些非调质钢的塑韧性较差，无法满足水套用钢的设计要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种非调质钢及其制备方法，该非调质钢的强度高、塑韧性好，完全能够满足水套用钢的设计要求。本专利技术提供一种非调质钢，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15-0.22％，硅：0.15-0.80％，锰：1.20-1.60％，铬：0.05-0.30％，铝：0.010-0.030％，镍：0.00-0.10％，铜：0.00-0.20％，磷：0.000-0.025％，硫：0.020-0.060％，钒：0.07-0.20％，氮：0.010-0.020％，铅≤0.01％，锡≤0.01％，砷≤0.01％，锑≤0.01％，余量为铁。在本专利技术中，若无特殊说明，含量均为质量含量。本专利技术的非调质钢将碳的含量设置在0.15-0.22％的范围内；若超出此范围，材料的塑韧性差；若低于此范围，材料的强度不足。进一步地，非调质钢中的碳含量可以为0.19-0.20％。在本专利技术中，非调质钢中的硅含量可以为0.40-0.70％，进一步可以为0.50-0.60％，更进一步可以为0.55-0.57％。本专利技术的非调质钢将锰的含量设置在1.20-1.60％的范围内；若超出此范围，材料易产生贝氏体异常组织；若低于此范围，材料的强度不足。非调质钢中的锰含量可以为1.20-1.40％，进一步可以为1.20-1.30％，更进一步可以为1.24-1.26％。本专利技术的非调质钢将铬的含量设置在0.05-0.30％的范围内；若超出此范围，材料的硬度偏高，不利于机加工；若低于此范围，材料的强度不足。非调质钢中的铬含量可以为0.05-0.20％，进一步可以为0.05-0.10％，更进一步可以为0.08-0.10％。本专利技术的非调质钢将铝的含量设置在0.010-0.030％的范围内；若超出此范围，材料夹杂物超标，纯净度差；若低于此范围，材料的晶粒度粗大。进一步地，非调质钢中的铝含量可以为0.010-0.020％，更进一步可以为0.010-0.015％。在本专利技术中，非调质钢中的镍含量进一步可以为0.00-0.05％，更进一步可以为0.01-0.02％。在本专利技术中，非调质钢中的铜含量可以为0.00-0.10％，进一步可以为0.04-0.10％，更进一步可以为0.04-0.06％。在本专利技术中，非调质钢中的磷含量可以为0.000-0.020％，进一步可以为0.005-0.015％，更进一步可以为0.009-0.012％。本专利技术的非调质钢将硫的含量设置在0.020-0.060％的范围内；若超出此范围，材料夹杂物超标，纯净度差；若低于此范围，硫化物对刀具的润滑作用无法体现，机加工性能差。非调质钢中的硫含量可以为0.040-0.060％，进一步可以为0.050-0.060％，更进一步可以为0.052-0.057％。本专利技术的非调质钢将钒的含量设置在0.08-0.20％的范围内；若超出此范围，材料的硬度偏高，不利于机加工；若低于此范围，材料的强度不足。进一步地，非调质钢中的钒含量可以为0.07-0.15％，更进一步可以为0.07-0.09％。本专利技术的非调质钢将氮的含量设置在0.010-0.020％的范围内；若超出此范围，材料的晶粒度粗大；若低于此范围，材料的强度不足。非调质钢中的氮含量可以为0.015-0.020％，进一步可以为0.015-0.018％，更进一步可以为0.0149-0.0171％。本专利技术的非调质钢将铅、锡、砷和锑的含量均设置为≤0.01％；若超出此范围，材料易发生脆性断裂。进一步地，非调质钢中的铅含量可以≤0.005％，更进一步≤0.002％；非调质钢中的锡含量可以≤0.008％，更进一步≤0.006％；非调质钢中的砷含量可以≤0.008％，更进一步≤0.005％；非调质钢中的锑含量可以≤0.006％，更进一步≤0.004％。进一步地，本专利技术的非调质钢，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15-0.22％，硅：0.40-0.70％，锰：1.20-1.40％，铬：0.05-0.20％，铝：0.010-0.020％，镍：0.00-0.05％，铜：0.00-0.10％，磷：0.000-0.020％，硫：0.040-0.060％，钒：0.07-0.15％，氮：0.015-0.020％，铅≤0.005％，锡≤0.008％，砷≤0.008％，锑≤0.006％，余量为铁。更进一步地，本专利技术的非调质钢，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.19-0.20％，硅：0.50-0.60％，锰：1.20-1.30％，铬：0.05-0.10％，铝：0.010-0.015％，镍：0.01-0.02％，铜：0.04-0.10％，磷：0.005-0.015％，硫：0.050-0.060％，钒：0.07-0.09％，氮：0.015-0.018％，铅≤0.002％，锡≤0.006％，砷≤0.005％，锑≤0.004％，余量为铁。本专利技术的非调质钢包括珠光体组织和铁素体组织，其中珠光体组织的质量含量为30-40％，铁素体组织的质量含量为60-70％。具有上述组织结构的非调质钢具有良好的强度和塑韧性。本专利技术的非调质钢的屈服强度大于440MPa，进一步≥465MPa；拉强度大于610MPa，进一步≥670MPa；延伸率大于16％，进一步≥19％；断面收缩率大于55％，进一步≥64.5％。本专利技术还提供上述非调质钢的制备方法，包括如下步骤：1)按所述成分进行配料，对配料进行EAF冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸，制得钢坯；2)对所述钢坯进行轧制、冷却，得到所述非调质钢。具体地，在EAF冶炼过程中，可以控制入炉铁水配比≥50％，废钢配比≤50％，以满足成分中铜、铅、锡、砷、锑的含量要求；此外，控制电炉出钢P≤0.015％，出钢禁止下渣，出钢温度可以为1620本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非调质钢，其特征在于，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15‑0.22％，硅：0.15‑0.80％，锰：1.20‑1.60％，铬：0.05‑0.30％，铝：0.010‑0.030％，镍：0.00‑0.10％，铜：0.00‑0.20％，磷：0.000‑0.025％，硫：0.020‑0.060％，钒：0.07‑0.20％，氮：0.010‑0.020％，铅≤0.01％，锡≤0.01％，砷≤0.01％，锑≤0.01％，余量为铁。

【技术特征摘要】
1.一种非调质钢，其特征在于，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15-0.22％，硅：0.15-0.80％，锰：1.20-1.60％，铬：0.05-0.30％，铝：0.010-0.030％，镍：0.00-0.10％，铜：0.00-0.20％，磷：0.000-0.025％，硫：0.020-0.060％，钒：0.07-0.20％，氮：0.010-0.020％，铅≤0.01％，锡≤0.01％，砷≤0.01％，锑≤0.01％，余量为铁。2.根据权利要求1所述的非调质钢，其特征在于，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.15-0.22％，硅：0.40-0.70％，锰：1.20-1.40％，铬：0.05-0.20％，铝：0.010-0.020％，镍：0.00-0.05％，铜：0.00-0.10％，磷：0.000-0.020％，硫：0.040-0.060％，钒：0.07-0.15％，氮：0.015-0.020％，铅≤0.005％，锡≤0.008％，砷≤0.008％，锑≤0.006％，余量为铁。3.根据权利要求1所述的非调质钢，其特征在于，按重量百分比计含有以下成分：碳：0.19-0.20％，硅：0.50-0.60％，锰：1.20-1.30％，铬：0.05-0.10％，铝：0.010-0.015％，镍：0.01-0.02％，铜：0.04-0.10％，磷：0.005-0.015％，硫：0.050-0.060％，钒：0.07-0.09％，氮：0.015-0.018％，铅≤0.002％，锡≤0.006％，砷≤0.005％，锑≤0.004％，余量为铁。4.根据权利要求1至3任一所述的非调质钢，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔冕，刘家善，程勇，周志伟，刘栋林，李占阳，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，苏州苏信特钢有限公司，江苏苏钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11