用于制造有贝氏体组织锻件的钢及制造锻件的工艺制造技术

制备具有贝氏体组织并且机械性能为Ｒ↓［Ｐ０．２］≥８００ＭＰａ，Ｒ↓［ｍ］≥１０００ＭＰａ，Ｋ↓［ｃｕ］≥５０Ｊ／ｃｍ↑［２］的锻件的钢及该锻件制备方法，该钢化学组成为（重量％）：０．０５≤Ｃ≤０．１２，０．１≤Ｓｉ≤０．４５，１．０１≤Ｍｎ≤１．８，０．１５≤Ｃｒ≤１．１５，０．０６≤Ｍｏ≤０．１２，Ｃｕ≤０．３０，Ｎｉ≤０．３０，０．０１≤Ｔｉ≤０．０４，０．００５≤Ａｌ≤０．０４，０．００６≤Ｎ≤０．０１３，０．０００５≤Ｂ≤０．００４，Ｐ≤０．０２５，０．０２≤Ｓ≤０．１，０≤Ｐｂ≤０．１，０≤Ｔｅ≤０．０７，任选０．０００２－０．００２的Ｃａ，余量为Ｆｅ及从熔炼来的杂质。化学成分还满足０．２％≤Ｎｉ＋Ｍｏ＋Ｃｕ≤０．７％，９５０℃以上未结合Ｂ含量小于０．０００５％。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造锻件的钢，该用钢制成的锻件具有贝氏体组织及很好的机械性能。很多机械上用的锻件，尤其是用于汽车工业的锻件是通过将，比如，冷剪切钢棒或钢坯而得到的坯料进行热锻而制成的。锻后将锻件以受控方式冷到室温，以便使之具有所需的机械性能，而又无需后续的热处理。为制造这类锻件，已经，尤其是在EP0,191,873中提出采用这样的钢，其化学组成包含(重量)0.04-0.14％的C、0.56-0.99％的Mn、0.05-0.5％的Si、1.01-2％的Cr，最多为0.5％的Ti，最多为0.1％的Al，最多为0.015％的B和最多为0.15％的S，及余量的Fe。锻后将此锻件水淬。这种技术有一些缺点，因为，一方面，该钢的铸造性能，尤其是在连铸时不是非常好，这就使得制造钢坯很困难，而另一方面，半成品的内部致密性有时很差，特别是在为了改善此钢的机加工性而再硫化时则尤为如此。此外，所到的抗拉强度有时不够。比如，含碳量过低则不能保证足以获得所需的拉伸机械性能的淬透性。此外，过低的锰含量导致不够好的拉伸机械性能含0.05％的C、0.8％的Mn、1.1％的Cr、B、Al和Ti的钢既不能使Rp0.2超过690MPa，也不能使Rm超过830MPa。出于所有的这些原因，用这种钢生产的锻件的可靠性是不令人满意的。本专利技术的目的在于通过提供一种钢及一种生产锻件的工艺来克服这些缺点，该钢及该工艺能使所生产的锻件有好的可靠性，高的拉伸性能和韧性。因此本专利技术的主题是用于制造有贝氏体组织，而其于20℃的机械性能为RP0.2≥800MPaRm≥1000MPaKcu≥50J/cm2的锻件的钢。其化学组成包含(重量)0.05％≤C≤0.12％0.1％≤Si≤0.45％1.01％≤Mn≤1.8％0.15％≤Cr≤1.15％0.06％≤M0≤0.12％Cu≤0.30％Ni≤0.30％0.01％≤Ti≤0.04％0.005％≤Al≤0.04％0.006％≤N≤0.013％0.0005％≤B≤0.004％P≤0.025％0.02％≤S≤0.1％0％≤Pb≤0.1％0％≤Te≤0.07％可供选择的0.0002％-0.002％的Ca，余量的Fe及因熔炼而产生的杂质，该化学组成还满足如下关系0.2％≤Ni+Mo+Cu≤0.7％，在950℃以上时未结合的B含量不小于0.0005％。钢的化学组成更好为0.05％≤C≤0.08％0.15％≤Si≤0.35％1.01％≤Mn≤1.35％0.8％≤Cr≤1.15％0.08％≤Mo≤0.11％。本专利技术还涉及制造锻件的工艺，其中-采用用符合本专利技术的钢制成的坯料、-将此坯料加热到1000-1320℃间的重加热温度T1，然后锻造，该锻造在温度T2时结束，该重加热温度T1是这样选择的要使在温度T2时未结合的硼含量Buc大于或等于0.0005％，及-在锻后直接将该锻件冷到室温，其中，在温度T2和100℃之间的平均冷却速率大于14℃/秒，而更好是小于255℃/秒。最后，本专利技术涉及由符合本专利技术的钢制成的，有贝氏体组织的，而且20℃时的机械性能为Rp0.2≥800MPaRm≥1000MPaKcu≥50J/cm2的锻件。更好是该锻件有小于或等于55mm的当量直径。现在将更完全的，但以非限制性的方式叙述本专利技术.为制造有贝氏体组织的锻件，其当量直径最好小于55mm，用化学组成(重量)如下的钢-0.05-0.12％，更好是0.05-0.08％的C，以便得到有所需的抗拉和韧性机械性能的低碳贝氏体组织-0.1-0.45％，而更好是0.15-0.35％的Si，以便充分脱氧，而又不使轧态的铁素体过分变硬；-1.01-1.8％，更好是1.01-1.35％的Mn，以便得到良好的铸造性能和良好的内部致密度，在为改善机加工性能和提高淬透性而加硫时，尤应如此；-0.15-1.15％，而更好是0.8-1.15％的Cr，以便提高淬透性，而不使轧态下的铁素体过分变硬，从而不损害被冷剪切的能力；-0.06-0.12％，更好是0.08-0.11％的Mn，以便与B、小于0.3％的Ni和小于0.3％的Cu协同地改善淬透性；该Ni、Cu和Mo含量的总和必需大于0.2％，以便得到足够的淬透性，而小于0.7％，以便避免在锻后形成贝氏体；-0.01-0.04％的Ti，0.005-0.04％的Al、0.006-0.013％的N和0.0005-0.004％的B，以便与其它淬硬元素结合而得到所需的淬透性；-小于0.025％的P，以不损于韧性；-0.02％-0.1％的S，可选择的最多为0.07％的Te，可选择的最多为0.1％的Pb及任选的0.0002％-0.002％之间的Ca，以便改善机加工性能；余量是Te及来自熔炼过程的杂质。为取得硼对淬透性的充分的效果，则以这样的方式调整B、Ti、Al和N的含量一旦该温度T大于或等于950℃，则未结合的B含量Buc大于0.0005％。该未结合的硼含量可用以℃表示的温度T和该Ti、Al、B和N含量(以重量％表达)按下式算出Buc＝10.5×10-13970/(T+273)/A其中A＝-(0.29×Ti+1.27×B+0.52×Al-N)+Δ而在该式中Δ应为Δ2＝0.29×Ti+1.27×B+0.52×Al-N+1.16×KTi+5.08×KB+2.08×KAl其中KTi＝4.73×10-16210/(T+273)KB＝5.24×10-13910/(T+273)KAl＝0.725×10-6180/(T+273)此钢液通过在加热钢包中真空精炼，或通过在加热钢包中精炼，然后经真空处理而熔炼，然后或以连铸铸成坯状，或铸成锭。在将此钢铸成锭时，则将此锭热轧成扁坯或圆坯，它们是放置于空气中冷却的。当将此钢连铸时，则将此连铸坯热轧成扁坯或圆坯。用冷剪切将此扁坯或圆坯剪开以获得将被热轧的坯料.为制造锻件，将坯料加热到1000-1320℃的重加热温度T1，以便得到均匀的奥氏体组织，然后进行锻造工序，其在温度T2时结束，该锻件在T2和100℃之间以大于14℃/秒而最好是小于250℃/秒的平均冷却速度冷到室温。该温度T1必需以这样的方式选择以给定的锻造条件，最终锻造温度T2要在锻造结束时使未结合的硼含量Buc大于0.0005％。该未结合的硼含量可用上述公式，以温度T1和Ti、Al、B和N含量算出。因此，特别是对其当量直径小于55mm的锻造而言，贝氏体组织遍及该材料，20℃时其机械性能为Rp0.2≥800MPaRm≥1000MPaKcu≥50J/cm2锻件的当量直径是圆件的直径，在锻后冷却锻件的过程中，其芯部的冷却速度等于该锻件的冷却速度。根据该锻件的当量直径，锻后的冷却可以吹风、喷雾、在油或水中，或借助于任何的其它的能满足规定的冷却条件的方法进行.以实施例的方式，制造一根大体为圆柱形的机械轴，其当量直径为30mm.为制造此轴，采用在加热钢包中真空熔炼的钢，其化学组成(重量)为C＝0.08％Si＝0.40％Mn＝1.30％Cr＝0.92％Mo＝0.1％Cu＝0.22％Ni＝0.095％Ti＝0.023％Al＝0.032％N＝0.0075％B＝0.0028％P＝0.015％S＝0.072％余量为Fe及得自熔炼的杂质。锻造前，将坯料加热到1280℃的温度，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造有贝氏体组织，机械性能为：Ｒ↓［Ｐ０．２］≥８００ＭＰａＲ↓［ｍ］≥１０００ＭＰａＫ↓［ｃｕ］≥５０Ｊ／ｃｍ↑［２］的锻件的钢，其特征在于其化学组成包含（重量）：０．０５％≤Ｃ≤０．１２％０．１≤Ｓｉ≤０．４ ５％１．０１％≤Ｍｎ≤１．８％０．１５％≤Ｃｒ≤１．１５％０．０６％≤Ｍｏ≤０．１２％Ｃｕ≤０．３０％Ｎｉ≤０．３０％０．０１％≤Ｔｉ≤０．０４％０．００５％≤Ａｌ≤０．０４％０．００６％≤Ｎ≤０．０１３％ ０．０００５％≤Ｂ≤０．００４％Ｐ≤０．０２５％０．０２％≤Ｓ≤０．１％０％≤Ｐｂ≤０．１％０％≤Ｔｅ≤０．０７％任选的０．０００２％－０．００２％的Ｃａ、余量的Ｆｅ及得自熔炼的杂质，该化学组成还满足此关系：０．２ ％≤Ｎｉ＋Ｍｏ＋Ｃｕ≤０．７％在９５０℃以上时未结合的Ｂ含量不小于０．０００５％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C皮查德，J贝鲁斯，G皮尔逊，
申请(专利权)人：阿斯克迈塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]