本发明专利技术涉及一种含锰钢及其制备方法，钢的化学成分重量百分比％为：Ｃ ０．３９～０．４２，Ｓｉ ０．１７～０．３７，Ｍｎ １．３０～１．６０，Ｐ≤０．０３０，Ｓ≤０．０３０，Ｃｒ ０．０９～０．１５，Ｃｕ≤０．２０，Ｎｉ≤０．３０，Ｍｏ≤０．３０，剩余为Ｆｅ和微量杂质。制备方法包括电炉冶炼、炉外精炼、钢坯连铸、半连轧轧制，在炉外精炼后真空脱气处理使钢中氮含量不大于８０×１０↑［－６］、氧含量不大于１５ ×１０↑［－６］；铸坯在加热炉的均热温度为１１３０～１２００℃，加热和高温扩散时间为４～１２ｈ，开轧温度１０８０℃～１１５０℃，终轧温度８５０～１０００℃，轧得规格Φ３０～１５０ｍｍ的圆钢。本发明专利技术严格控制钢的化学成分、气体含量及钢的纯净度，保证钢的具有高淬透性、较好抗疲劳性、高强韧性、良好的机械性能，该钢适于制造工程机械轮体零件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种含锰工程机械轮体用钢及其制备方法，属于合金钢冶金
技术介绍
40Mn2钢是国内推土机履带链轨节所用的材料。现场调查表明，湿地推土机链轨节普 遍存在早期断裂失效现象。对典型断裂样品进行断口分析发现，其断口具有低周疲劳特征。 经研究表明，钢材化学成分、显微组织对40Mn2链轨节的疲劳性能及断裂机制均有较明显 的影响，为提高湿地推土机履带链轨节的疲劳寿命，如何合理控制40Mn2钢中的化学成分、 显微组织,并使热加工生产顺利进行，冶炼、连铸、轧制等工艺控制十分关键。目前国内含锰钢主要存在的问题是由于合金含量高冶炼化学成分难控制，钢锭表面缺陷增多，钢的夹杂物含量高，使零 件在使用过程中出现小的麻坑，或是在它的棱角处或它与基体的界面处萌生疲劳裂纹而促 使工件过早断裂和疲劳失效。CN1804092公开了一种含钨耐磨奥氏体锰钢，钢的化学成分为wtX: C 1. 0-1. 5， Mn 5. 0 -15.0, W 0.5-5.0， Si<0.8, S<0.05， P<0.05，其余为Fe;钢的冶炼制造工艺为电 炉冶炼，其冶炼出钢温度为1520-1550°C，浇注温度为1460- 148CTC;在冶炼时，铁合金 由先到后的加入顺序为钨铁和锰铁，然后浇注成所需要的产品。用于制造厚度较小的耐 磨铸钢件，可以铸造后不经过热处理直接使用；用于厚度较大的耐磨铸钢件，需经热处理 后使用。它适合于制作冶金、矿山、建材、煤炭、军工和机械等行业的耐磨零部件，如衬 板、齿板、锤头和履带板等。同时，含钨耐磨奥氏体锰钢具有优良的锻造工艺性能，可用 热锻法制造耐磨、耐接触疲劳性能优异的锻件，如铁路辙叉、锤头等。这种技术由于合金 含量较高，钢材成本较高，同时所加工零件热处理时易产生裂纹，影响零件的使用寿命。CN1270238公开了低合金奥贝钢履带板及其热处理方法，履带板的化学成分为 C:O. 32 0. 42%, Cr:O, 8 2. 0%， Mn:l. 0 2. 0%， Sj :0. 8 2. 0%， Ti:O. 06 0. 1%， Re:O. l 0.2%,材料的金相组织为贝氏体和少量的奧氏体，是通过等温淬火获得的。低合金奥贝钢 履带板的热处理方法，是将履带板加热到860 920'C，保温20分钟，放入温度为260 350 。C的硝盐槽中进行等温淬火，并在这一温度下保温40分钟，最后在空气中冷却。这种技术 由于钢中含有Ti,易形成TiN夹杂，影响钢材的使用寿命和机械加工性能，同时Cr 、 Re 含量太高，增加了钢材的成本。
技术实现思路
本专利技术主要针对含锰钢在冶炼过程中有效锰含量的确定及钢的化学成分的控制问题， 提供了一种含锰钢及其制备方法，本专利技术提供的锰钢具有高淬透性、较好抗疲劳性、高强韧性、耐磨性及优异的综合性能，属于合金结构钢。 本专利技术的技术方案如下一种含锰钢40Mn2钢，化学成分重量百分比如下.-CO. 37 0.44， Si0.17 0. 37， Mnl.30 1.70' P《0. 030, S《0. 030， Cr《0.20， Cu《0.20， Ni《0. 30 ， Mo《0. 30，剩余为Fe和微量杂质。进一步优选，本专利技术含锰钢40Mn2钢的化学成分重量百分比义为 C0, 39 0. 42' Si0. 17 0. 37 ， Mnl.30 1.60， P《0. 030 ， S《0. 030 ， Cr 0. 09 0.15， Cu《0.20 ， Ni《0. 30， Mo《0.30，剩余为Fe和微量杂质。本专利技术含锰钢的制备方法，包括电炉冶炼、炉外精炼、钢坯连铸、半连轧轧制，其 特征在于，钢的化学成分重量百分比为C0. 39 0. 42， Si0. 17 0. 37 ， Mnl.30 1.60， P《0. 030 ， S《0. 030 ， Cr 0. 09 0. 15, Cu《0.20 ， Ni《0. 30， Mo《0. 30,剩余为 Fe和微量杂质。炉外精炼后真空脱气处理，使钢中氮含量不大于80X10,氧含量不大于 20X10、铸坯在加热炉的均热温度为1130 1220°C，加热和高温扩散时间为4 12h，终 轧温度850 100(TC，轧后缓冷；制得规格O30 150mm的圆钢。上述的40Mn2钢的制备方法,优选的工艺条件如下1. 电炉冶炼前，入炉原料中铁水重量占原料重量的50 60%。注意配料时不允许加渣 钢、罐帮铁等高磷、硫废钢。2. 电炉熔清成分目标熔清碳》0.30%,熔清磷《0.020%，残余元素含量符合标准要 求。全熔分析温度》154(TC。3 .电炉冶炼终点控制》0. 10%、 P《0.012%，残余元素含量符合标准要求。4. 电炉出钢时，采用包内合金化及预脱氧，钢包内预脱氧加钢芯铝量2.0 2.2kg/t 钢，终点碳低于O. 15%时，按上限加入。出钢过程及出钢后保持钢包连续吹Ar。5. 炉外精炼是在LF钢包精炼炉进行精炼，精炼过程中在白渣下充分搅拌后，取一次 样全分析，取一次样前，喂入铝线1.2 1.5m/吨钢，精炼过程保持白渣。根据一次样分 析结果，按内控要求调整C、 Si、 Mn、 Cr化学成分，喂入硅钙线# 13咖。6. 钢水入真空脱气精炼炉(简称VD)前扒渣，真空度小于67Pa保持时间12 15分钟。 破空后在VD工位先喂入铝线1.0 1.2m/t钢，然后小氩气量搅拌(保持渣面微动)1 2 分钟，取样全分析。软吹Ar时间8 14分钟。特别注意，软吹Ar时不得裸露钢水、不得 大氩气量搅拌降温。7. 钥坯连铸工序中，连铸中间包烘烤温度1100 112(TC;控制好出钢时的脱氧操作 及挡渣操作，防止钢包下渣；使用大容量中间包，使夹杂物充分上浮；结晶器对弧、水口 对中符合要求，喷嘴雾化效果良好；全保护浇注，防止二次氧化；采用连铸结晶器合金钢 专用保护渣，高质量的耐火材料；钢包及中间包要干净。中间包液面700±50咖，结晶器 液面波动《士2鹏。拉速控制180 ,X220mm的铸坯拉速为1. 0 1. 3 m/min，最佳拉速 应控制在1. 1 m/min左右；260讓X300鹏的铸坯拉速为0. 5 0. 8m/min，最佳拉速应控制在O. 7 m/min左右。电磁搅拌位置要合理，电磁搅拌电流强度300A和频率5HZ。8. 铸坯缓冷注意连铸坯不能在冷床停留，必须及时入坑盖罩缓冷，缓冷坑使用前， 先用其它热坯烘烤至少4小时，缓冷时间24-30小时。9. 半连轧轧制工序中，轧制时加热温度1130 1220'C，允许温差《40。C，加热时 间2.5-3小时，既要保证钢坯加热均匀，又要防止脱碳和粘炉；开轧温度；优选终轧温度 850。C 90(TC;轧后及时收集成品并缓冷。与现有技术含锰钢相比，本专利技术技术方案的特点在于(1) 本专利技术钢严格控制钢的化学成分，保证钢的淬透性、抗疲劳性、高强韧性、耐 磨性及综合性能，使得该钢适于制造重要工程机械零件。(2) 经过电炉冶炼一炉外精炼、真空脱气处理，在该过程中控制易氧化元素加入量 及加入顺序，加入方法，加入时间确保化学成分控制符合要求。(3) 使用大容量中间包，全保护浇注，防止钢水二次氧化；低过热度浇注，防止柱 状晶过快生长，增本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含锰钢，其特征在于钢的化学成分重量百分比％为：Ｃ０．３７～０．４４，Ｓｉ０．１７～０．３７，Ｍｎ１．３０～１．７０，Ｐ≤０．０３０，Ｓ≤０．０３０，Ｃｒ≤０．２０，Ｃｕ≤０．２０，Ｎｉ≤０．３０，Ｍｏ≤０．３０，剩余为Ｆｅ和微量杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张利平，申景霞，翟正龙，杜显彬，张春苗，张静海，
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]
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