履带链轨销轴用45BM钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种履带链轨销轴用４５ＢＭ钢，其组成重量百分数为：Ｃ：０．４３～０．４７％，Ｓｉ：０．１７～０．３５％，Ｍｎ：０．６０～０．８０％，Ｐ：０．００５～０．０２５％，Ｓ：０．００１～０．０２０％，Ｃｒ：０．０１～０．２０％，Ｎｉ：０．０１～０．２０％，Ｃｕ：０．０１～０．２０％，Ｂ：０．０００５～０．００３０％，Ｔｉ：０．０２０～０．０６０％，Ａｌ：０．０１～０．０６％，余为Ｆｅ和不可避免的杂质。其制造方法是电炉冶炼、出钢，ＬＦ炉外精炼，ＶＤ真空脱气处理。在还原后的钢水中，加铝终脱氧、加钛固定氮、ＶＤ脱真空处理后加硼铁合金化；连铸浇注铸坯，过热度为２０～３０℃，连铸拉坯速度为０．９０～１．２０ｍ／ｍｉｎ，钢坯在加热炉的均热温度为１１８０～１２２０℃，加热时间为２．５～３ｈ，开轧温度１１００～１１５０℃，终轧温度８５０～１０００℃。该种钢及其制造方法均具有优越的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，涉及一种履带链轨销轴用45BM钢及其制造方法。
技术介绍
45BM属硼钢，称为经济调质钢，是以锰、硼为基础代替Cr，Ni钢的一种低合金结构钢。钢中加入微量硼能显著提高淬透性，节约大量贵重元素，同时还可获得优良的机械性能。我国Cr,Ni资源紧缺，而硼资源丰富。因此，发展硼钢意义重大。通常产品设计采用中碳钢或中碳合金钢，通过调质处理后达到设计要求的力学性能指标。获得最终使用态的金相组织为回火索氏体组织。这种回火索氏体组织具有强度与塑性、韧性的良好配合。硼是极活泼元素之一，在钢中能与残留的氮、氧化合形成稳定的夹杂物丧失其有益的作用，只有以固溶形式存在于钢中的硼才能起到有益的作用。B元素可提高钢的淬透性和抗疲劳性。近二十年来，硼作为微合金化元素在工程机械用合金钢、低合金钢领域中逐步推广使用并取得了显著效果。
技术实现思路
本专利技术主要针对履带链轨销轴工作条件，专利技术一种高强度含硼钢及其制备方法，主要解决了钢的成分优化设计，提高力学性能。本专利技术的含硼钢具有高淬透性、高强韧性、综合性能优异，属于合金结构钢。履带链轨销轴用45BM钢，其组成按重量百分数为C: 0. 43 0. 47% Ti:Si: 0.17 0. 35% Cr:Mm 0. 60 0. 80% Cu:0. 020 0. 060%0. 01 0. 20%0. 01 0. 20%0. 01 0. 20%0. 010 0. 060%B: 0. 0005 0. 0030% Ni:P: 0.005 0. 025% Al:S: 0. 001 0. 020% 0: 5X10_6 20X10_6余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术的技术创新点之一在于成分的优化设计。Ti在硼钢中不作为合金元素考虑，主要用于固氮，以保证硼的淬透性得以发挥。为控制co (Bsol)，通常加入与氧有较强亲和力的元素，如A1、 Ti等，控制钢中"(Alsol)为0.06 0.08%能有效控制"(Bsol)，但考虑连铸工艺的可操作性，加钛固氮比较可行。另外A1含量低，Ti不能充分与氮结合，不能起到保护"(Bsol)的作用。因此，设计B:0. 0008 0. 0020%， Ti: 0. 020 0. 045%， Al: 0. 015 0. 050%。优选的，履带链轨销轴用45BM钢，其组成按重量百分数为C: 0.44 0. 46% Ti: 0. 020 0. 045%Si: 0. 25 0. 30% Cr: 0. 01 0. 20%Mn: 0. 70 0.80% Cu: 0. 01 0. 20%B: 0. 0008 0. 0020% Ni: 0. 01 0. 20%P: 0. 005 0. 025% Al: 0. 015 0. 050%S: 0. 001 0. 020% 0: 5X10—6 20X10—6余为Fe和不可避免的杂质本专利技术的创新点之一在于合理的合金化工艺，目的是保证钢中有效硼的含量。 钢中的硼(B全)可用下式表示-B全二B固+B (Fe3(CB)) +B (Fe23(CB)6) +B (BN) +B (BOx) 式中，B固为固溶硼，B (Fe3(CB)) +B (Fe23(CB)6)为酸溶硼，B (BN)和B (BOx) 为酸不溶硼。酸不溶硼的产生是由于炼钢时脱氧与固氮不足引起的，对钢的淬透性无益， 又叫无效硼。在电炉冶炼生产锰硼钢时,因硼是极活泼元素之一,在钢中能与残留的氮、氧 化合形成稳定的夹杂物而丧失其有益的作用,B元素与N2、 02元素反应的标准自由能变化见 表l，从表1可以看出,在电炉加精炼炉炼钢系统中,B元素可与N2、 02元素反应生成化合物， 因此为保证钢中酸溶硼的含量,应尽量减少钢中的N2、 02元素含量。表l B元素与N2，02元素反应的标准自由能反应式 -A/Cal mo1—1B/Cal mol-1士kCal2B(s)+3/202(g)=B203(L) 29563050.411B(s)+l/2N2(g)=BN (s) 6060021.400.5在炼钢温度范围内，溶于铁液内元素的直接氧化标准自由能(AF")见图l。从图l中可 看出，在炼钢的温度范围内，B元素的氧化能力仅次于铝和钛元素；氮与各金属元素形成氮 化物的标准吉布斯能图见图2，由图可见，钛、铝、硼与氮能形成稳定的氮化物。它们的 稳定性随温度的下降而增加；并且A1N、 TiN较BN更稳定。因此为保证钢中"有效硼"的含量，应合理的安排各种合金料的加入量及顺序，釆用 在还原后的钢水中，加铝终脱氧、加钛固定氮、VD脱真空处理后加硼铁合金化工艺。履带链轨销轴用45BM钢的制备方法，在保证钢的化学成分符合要求的情况下，进行 如下步骤(1) 冶炼及合金化——电炉冶炼、出钢，LF炉外精炼，VD真空脱气处理；在还原后的 钢水中，依次加铝终脱氧、加钛固定氮、VD脱真空处理后加硼铁合金化，确保化学成分符 合设计要求，(2) 浇注——采用连铸浇注铸坯，控制连铸中间包过热度为20 3(TC，控制浇注速度， 连铸拉坯速度为0.90 1.20 m/min，保证铸坯质量，(3) 轧制一一钢坯在加热炉的均热温度为U80 122(TC，加热时间为2.5 3h，开轧温度U00 1150。C，终轧温度850 1000。C。与现有技术相比，本专利技术的技术方案的有下列优点-(1) 本专利技术钢通过优化设计Al—Ti一B微量元素成分，有效控制钢中有效硼含量， 控制窄淬透性，提高钢的热处理特性和力学性能。(2) 另外，通过优化合金化工艺，提高硼的收得率和有效硼成分精确控制。通过有 效的合金化工艺，实际钢中B含量波动控制在3卯m, 8元素的收得率在65°/。 75%范围内， 工艺控制较稳定。附图说明图1为溶于铁液内元素直接氧化的AFG;其中横坐标为温度，单位K;纵坐标为标准 吉布斯自由能，单位J图2为氮化物的AG9 —T图 AGe =RTlnpN2,J/molN2;其中横坐标为温度，单位K; 纵坐标为标准吉布斯自由能，单位J。 具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本专利技术的技术方案，但不限于此。本专利技术履带链轨销轴用45BM钢是采用UHP(超过功率电炉)+LF(炉外精炼)工艺冶炼， 连铸浇注铸坯一加热一轧制成材工艺生产钢材。实施例是以①50mm规格钢材的生产工艺 来具体说明本专利技术是如何实施的。履带链轨销轴用45BM钢的生产工艺步骤为(1) 冶炼及合金化——电炉冶炼、出钢，LF炉外精炼，VD真空脱气处理。采用在还原 后的钢水中，加铝终脱氧、加钛固定氮、VD脱真空处理后加硼铁合金化工艺，确保化学成 分符合设计要求，(2) 浇注——采用连铸浇注铸坯，控制连铸中间包过热度为20 3(TC，控制浇注速度， 连铸拉坯速度为0.90 1.20 m/min，保证铸坯质量，(3) 轧制——钢坯在加热炉的均热温度为1180 1220°C，加热时间为2.5 3h，开轧 温度1100 1150°C，终轧温度850 1000。C。具体参数见表1和表2。表1是实施例履带链轨销轴用45BM钢化学成分，表2是连铸 中间包过热度、拉坯速度、钢坯加热温度、时间及变形温度。 表l:履带链轨销轴用45BM钢实施例化学成分(重量，％)<table>table本文档来自技高网...

【技术保护点】
履带链轨销轴用４５ＢＭ钢，其特征在于，组成按重量百分数为：　Ｃ：０．４３～０．４７％　Ｔｉ：０．０２０～０．０６０％　Ｓｉ：０．１７～０．３５％　Ｃｒ：０．０１～０．２０％　Ｍｎ：０．６０～０．８０％　Ｃｕ：０．０１～０．２０％　Ｂ ：０．０００５～０．００３０％　Ｎｉ：０．０１～０．２０％　Ｐ：０．００５～０．０２５％　Ａｌ：０．０１０～０．０６０％　Ｓ：０．００１～０．０２０％　０：５×１０↑［－６］～２０×１０↑［－６］　余为Ｆｅ和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟正龙，戈文英，徐锡坤，申景霞，李业才，卢栋，马佐仓，时振明，马丙涛，
申请(专利权)人：莱芜钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]