一种高韧性弹簧钢及其制备方法技术

本发明专利技术是一种高韧性弹簧钢，该钢材的成分及质量百分比为：C：0.53-0.68%、Mn:1.5-2.0%、Ni:1.21-1.36%、Cr:0.89-0.96%、Nb:0.45-0.60%、Si:1.24-1.56%、P：0.006-0.008%、S：0.002-0.005%、V：0.17-0.19%、Ti：0.05-0.07%、Al：0.08-0.1%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.23-0.25%，稀土微量元素：0.23-0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术的弹簧钢弹性好，适合在载荷环境下正常的工作，对制造弹簧材质具有较高的屈服强度，并且具有较长的寿命，并且不会在极恶劣条件下出现脆断的问题,通过控制弹簧钢中主要的微量元素的含量来提高弹簧钢的疲劳性能，特别通过控制钢中S与Als的重量比,从而能在弹簧钢的生产过程中可靠地提高弹簧钢的抗疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢材及其制备方法，具体地说是一种高韧性弹簧钢及其制备方法。
技术介绍
伴随着对机动车辆的轻质化、高性能化要求越来越高，弹簧也被高强度化，将热处理后抗拉强度超过1600MPa的高强度钢用于弹簧。近年来还一直在使用抗拉强度超过1900MPa的钢。在使用钢的螺旋弹簧的制造方法中，有在将钢加热到奥氏体区后进行卷绕，然后进行淬火回火的热卷绕；以及将预先对钢实施了淬火回火的高强度钢丝在冷状态下进行卷绕的冷卷绕。无论在哪种情况下，都由淬火回火决定弹簧的基本强度。所以对于弹簧钢而言，考虑到淬火回火后的特性的成分设计是重要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高韧性弹簧钢及其制备方法，将钢材的组分含量进行优化，从而提高材料的抗疲劳和耐腐蚀的特性。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：提供一种高韧性弹簧钢，该钢材的成分及质量百分比为：C：0.53-0.68%、Mn:1.5-2.0%、Ni:1.21-1.36%、Cr:0.89-0.96%、Nb:0.45-0.60%、Si:1.24-1.56%、P：0.006-0.008%、S：0.002-0.005%、V：0.17-0.19%、Ti：0.05-0.07%、Al：0.08-0.1%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.23-0.25%，稀土微量元素：0.23-0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：13-15%，镨：15-18%，镝：11-14%，钬：5-8%，钇：8-10%，余量为镧；该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。本专利技术进一步限定的技术方案是：前述的高韧性弹簧钢，该钢材的成分及质量百分比为：C：0.53%、Mn:1.5%、Ni:1.21%、Cr:0.89%、Nb:0.45%、Si:1.24%、P：0.006%、S：0.002%、V：0.17%、Ti：0.05%、Al：0.08%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.23%，稀土微量元素：0.23%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：15%，镨：15%，镝：11%，钬：5%，钇：8%，余量为镧；该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。前述的高韧性弹簧钢，该钢材的成分及质量百分比为：C：0.58%、Mn:1.8%、Ni:1.26%、Cr:0.92%、Nb:0.55%、Si:1.36%、P：0.007%、S：0.004%、V：0.18%、Ti：0.06%、Al：0.09%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.24%，稀土微量元素：0.24%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：14%，镨：16%，镝：13%，钬：7%，钇：9%，余量为镧；该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。前述的高韧性弹簧钢，该钢材的成分及质量百分比为：C：0.68%、Mn:2.0%、Ni:1.36%、Cr:0.96%、Nb:0.60%、Si:1.56%、P：0.008%、S：0.005%、V：0.19%、Ti：0.07%、Al：0.1%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.25%，稀土微量元素：0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：15%，镨：18%，镝：14%，钬：8%，钇：10%，余量为镧；该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。一种高韧性弹簧钢的制备方法，包含以下步骤：(1)粗料精炼所述精炼采用Si脱氧，精炼温度为1570-1690℃，采用水冷以6-8℃/s的冷却速率将板坯水冷至310-330℃再进行精轧工序；(2)精轧工艺精轧开始温度为960-980℃，终轧温度为770-790℃，采用压缩空气或雾状淬火液以1-3℃/s的冷却速率将钢材冷至室温；(3)钢材热处理将钢板通过回火炉回火加热到1350-1370℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到1170-1190℃，再采用风冷、水冷与气雾冷却结合，先采用风冷以5-9℃/s的冷却速率将钢板水冷至970-990℃，然后采用水冷7-9℃/s的冷却速率将板坯冷至690-710℃，再采用气雾冷却以1-3℃/s的冷却速率将钢板水冷至550-570℃。前述的高韧性弹簧钢的制备方法，包含以下步骤：(1)粗料精炼所述精炼采用Si脱氧，精炼温度为1570℃，采用水冷以8℃/s的冷却速率将板坯水冷至310℃再进行精轧工序；(2)精轧工艺精轧开始温度为960℃，终轧温度为770℃，采用压缩空气或雾状淬火液以3℃/s的冷却速率将钢材冷至室温；(3)钢材热处理将钢板通过回火炉回火加热到1350℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到1170℃，再采用风冷、水冷与气雾冷却结合，先采用风冷以5℃/s的冷却速率将钢板水冷至970℃，然后采用水冷7℃/s的冷却速率将板坯冷至690℃，再采用气雾冷却以2℃/s的冷却速率将钢板水冷至560℃。前述的高韧性弹簧钢的制备方法，包含以下步骤：(1)粗料精炼所述精炼采用Si脱氧，精炼温度为1630℃，采用水冷以7℃/s的冷却速率将板坯水冷至320℃再进行精轧工序；(2)精轧工艺精轧开始温度为970℃，终轧温度为780℃，采用压缩空气或雾状淬火液以2℃/s的冷却速率将钢材冷至室温；(3)钢材热处理将钢板通过回火炉回火加热到1360℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到1180℃，再采用风冷、水冷与气雾冷却结合，先采用风冷以7℃/s的冷却速率将钢板水冷至980℃，然后采用水冷8℃/s的冷却速率将板坯冷至700℃，再采用气雾冷却以2℃/s的冷却速率将钢板水冷至560℃。进一步的，前述的高韧性弹簧钢的制备方法，包含以下步骤：(1)粗料精炼所述精炼采用Si脱氧，精炼温度为1580℃，采用水冷以8℃/s的冷却速率将板坯水冷至330℃再进行精轧工序；(2)精轧工艺精轧开始温度为980℃，终轧温度为790℃，采用压缩空气或雾状淬火液以3℃/s的冷却速率将钢材冷至室温；(3)钢材热处理将钢板通过回火炉回火加热到1370℃，出炉后通过压缩空气快速冷却到1190℃，再采用风冷、水冷与气雾冷却结合，先采用风冷以9℃/s的冷却速率将钢板水冷至990℃，然后采用水冷9℃/s的冷却速率将板坯冷至710℃，再采用气雾冷却以3℃/s的冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧性弹簧钢，其特征在于：该钢材的成分及质量百分比为：C：0.53‑0.68%、Mn:1.5‑2.0%、Ni:1.21‑1.36%、Cr:0.89‑0.96%、Nb:0.45‑0.60%、Si:1.24‑1.56%、P：0.006‑0.008%、S：0.002‑0.005%、V：0.17‑0.19%、Ti：0.05‑0.07%、Al：0.08‑0.1%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu ≤0.15%，Mo：0.23‑0.25%，稀土微量元素：0.23‑0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：13‑15%，镨：15‑18%，镝：11‑14%，钬：5‑8%，钇：8‑10%，余量为镧；该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40‑50%。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性弹簧钢，其特征在于：该钢材的成分及质量百分比为：C：0.53-0.68%、Mn:1.5-2.0%、Ni:1.21-1.36%、Cr:0.89-0.96%、Nb:0.45-0.60%、Si:1.24-1.56%、P：0.006-0.008%、S：0.002-0.005%、V：0.17-0.19%、Ti：0.05-0.07%、Al：0.08-0.1%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.23-0.25%，稀土微量元素：0.23-0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：13-15%，镨：15-18%，镝：11-14%，钬：5-8%，钇：8-10%，余量为镧；
该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。
2.如权利要求1所述的高韧性弹簧钢，其特征在于：该钢材的成分及质量百分比为：C：0.53%、Mn:1.5%、Ni:1.21%、Cr:0.89%、Nb:0.45%、Si:1.24%、P：0.006%、S：0.002%、V：0.17%、Ti：0.05%、Al：0.08%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.23%，稀土微量元素：0.23%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：15%，镨：15%，镝：11%，钬：5%，钇：8%，余量为镧；
该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。
3.如权利要求1所述的高韧性弹簧钢，其特征在于：该钢材的成分及质量百分比为：C：0.58%、Mn:1.8%、Ni:1.26%、Cr:0.92%、Nb:0.55%、Si:1.36%、P：0.007%、S：0.004%、V：0.18%、Ti：0.06%、Al：0.09%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.24%，稀土微量元素：0.24%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：14%，镨：16%，镝：13%，钬：7%，钇：9%，余量为镧；
该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。
4.如权利要求1所述的高韧性弹簧钢，其特征在于：该钢材的成分及质量百分比为：C：0.68%、Mn:2.0%、Ni:1.36%、Cr:0.96%、Nb:0.60%、Si:1.56%、P：0.008%、S：0.005%、V：0.19%、Ti：0.07%、Al：0.1%、O≤0.006%、H≤0.00020%，Cu≤0.15%，Mo：0.25%，稀土微量元素：0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述复合稀土按重量百分比包括以下组分：铈：15%，镨：18%，镝：14%，钬：8%，钇：10%，余量为镧；
该钢材抗点蚀当量PREN＞35，点腐蚀速率≤10mdd，钢管金相组织为奥氏体和铁素体组织，铁素体含量为40-50%。
5.如权利要求1-4中任一权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建英，蒋云英，顾连英，
申请(专利权)人：苏州市吴中区胥口丰收机械配件厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32