一种工程机械履带链轨节用细晶钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种工程机械履带链轨节用细晶钢及其制备方法，化学成分及其质量百分含量为：C：0.30～0.38％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.15～1.35％，P≤0.013％，S≤0.003％，Al：0.020～0.032％，B：0.0017～0.0030％，V≤0.06％，Ti≤0.04％，Cr：0.18～0.24％，Ni≤0.012％，Cu≤0.04％，Mo≤0.02％，[O]≤12×10

A fine grain steel for track link of construction machinery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械履带链轨节用细晶钢及其制备方法
本专利技术属于钢材冶金
，尤其涉及一种工程机械履带链轨节用细晶钢及其制备方法。
技术介绍
工程机械履带用钢是工程机械大量使用的钢材，主要承受复杂的交变载荷，工况条件十分恶劣，所以要求材料具有高强度、韧性和疲劳强度等综合性能。随着工程机械向大型化轻型化发展，对材料自身的强度、韧性、耐磨性及疲劳性能等提出更高的要求。通过检索相关数据库发现，CN103160729A《中碳微合金化工程机械履带链片用钢及其生产工艺》公开了化学成分C0.30～0.37％、Si0.15～0.35％、Mn0.80～1.50％、P≤0.025％、S0.005～0.030％、Al≤0.055％、B0.0005～0.0035％、V≤0.15％、Ti≤0.080％、Cr≤0.30％、Ni≤0.30％、Cu≤0.35％、Mo≤0.15％、Pb≤0.020％、Sn≤0.030％，其它为Fe和不可避免的杂质。该方法使用贵重钒合金等进行微合金化，大幅增加了制造成本,另外终轧温度控制在930℃-980℃，得到的圆钢晶粒易粗大且不均匀，材料的韧性无法满足高载荷的要求，应用前景十分有限。CN102605266A《一种履带式工程机械链轨节销套用钢及其制造方法》公开了化学成分C0.38～0.43％、Si0.10～0.25％、Mn0.60～0.85％、Cr0.90～1.20％、P≤0.030％、S≤0.025％、Al0.015～0.060％、B0.001～0.004％、Ti0.030～0.050％、Ni≤0.20％、Cu≤0.30％、[O]≤15×10-6、[H]≤3×10-6、[N]≤60×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质。该方法是制造链轨节销套的，与链轨节的加工方法、工作部位及失效模式均不相同，成分设计不能满足链轨节的质量要求。CN109930063A《一种工程机械履带底盘轮体用钢及其生产方法》公开了化学成分C0.39～0.42％、Si0.22～0.32％、Mn1.65～1.95％、Cr0.20～0.35％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ti0.016～0.025％、[O]≤15×10-6、[H]≤1.5×10-6，其余为Fe。该技术是制造底盘轮体的，与链轨节差异较大，成分设计不能满足链轨节的质量要求。综上所述，关于工程机械履带链轨节用钢的报道很少，且已有技术存在成分设计不合理、晶粒粗大、韧性差等问题，无法满足工程机械向大型化、轻型化的发展需求。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出一种工程机械履带链轨节用细晶钢及其制备方法，旨在解决链轨节用钢的成分设计、晶粒粗大等问题。通过设计合理的化学成分，提高钢水纯净度、控制加热和轧制工艺参数，钢材成分设计合理，提高了钢材的纯净度和性能，晶粒度得到细化。本专利技术生产的产品具有优异的强度和韧性，晶粒细小且均匀，良好的低倍、非金属夹杂物和表面质量。本专利技术的技术方案是：一种工程机械履带链轨节用细晶钢，化学成分及其质量百分含量为：C：0.30～0.38％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.15～1.35％，P≤0.013％，S≤0.003％，Al：0.020～0.032％，B：0.0017～0.0030％，V≤0.06％，Ti≤0.04％，Cr：0.18～0.24％，Ni≤0.012％，Cu≤0.04％，Mo≤0.02％，[O]≤12×10-6，[N]≤44×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质。上述方案中，化学组分及其重量百分数含量为：C：0.32％，Si：0.27％，Mn：1.35％，P：0.011％，S：0.001％，Al：0.026％，B：0.0028％，V：0.05％，Ti：0.033％，Cr：0.20％，Ni：0.010％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，[O]：9×10-6，[N]：44×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质；或者C：0.35％，Si：0.26％，Mn：1.24％，P：0.009％，S：0.002％，Al：0.032％，B：0.0024％，V：0.03％，Ti：0.029％，Cr：0.19％，Ni：0.012％，Cu：0.02％，Mo：0.02％，[O]：8×10-6，[N]：42×10-6；或者C：0.36％，Si：0.28％，Mn：1.23％，P：0.012％，S：0.002％，Al：0.025％，B：0.0026％，V：0.06％，Ti：0.027％，Cr：0.24％，Ni：0.009％，Cu：0.03％，Mo：0.01％，[O]：7×10-6，[N]：40×10-6；或者C：0.30％，Si：0.30％，Mn：1.33％，P：0.013％，S：0.002％，Al：0.020％，B：0.0017％，V：0.04％，Ti：0.020％，Cr：0.22％，Ni：0.010％，Cu：0.01％，Mo：0.02％，[O]：10×10-6，[N]：39×10-6；或者C：0.38％，Si：0.20％，Mn：1.15％，P：0.008％，S：0.003％，Al：0.030％，B：0.0030％，V：0.01％，Ti：0.040％，Cr：0.18％，Ni：0.011％，Cu：0.04％，Mo：0.01％，[O]：12×10-6，[N]：43×10-6。一种制备工程机械履带链轨节用细晶钢的方法，包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、加热、轧制和冷却处理，得到的工程机械履带链轨节用细晶钢的化学组分及其质量百分含量为：C：0.30～0.38％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.15～1.35％，P≤0.013％，S≤0.003％，Al：0.020～0.032％，B：0.0017～0.0030％，V≤0.06％，Ti≤0.04％，Cr：0.18～0.24％，Ni≤0.012％，Cu≤0.04％，Mo≤0.02％，[O]≤12×10-6，[N]≤44×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质。上述方案中，所述转炉冶炼的过程包括：转炉冶炼利用优质铁水和废钢为原料，每炉钢控制废钢比≤20％，出钢时采用双档留渣操作，避免氧化性渣进入钢包，出钢加入铬铁120kg，锰铁550kg，硅锰合金300kg，铝锭50-70kg，增碳剂60kg，进行合金脱氧化，然后添加预熔精炼渣300kg和石灰300kg，出钢温度控制≥1600℃，终点碳0.08～0.15％，终点磷≤0.010％。上述方案中，所述LF精炼的过程包括：钢包进站后LF炉加热升温，进行造渣和合金微调操作，前期视钢中顶渣稀稠状况，补加适量的石灰或萤石，分批次小批量加入硅铁粉、碳化硅等脱氧剂，尽快造成白渣，在精炼中前期，根据钢水成分到位情况，加入硅锰合金26～50kg，调整化学成分满足工艺要求，同时喂入铝线20～60m进行沉淀脱氧，精炼中后期，控制氩气流量为155～170NL/min，促使钢水中Al2O3等氧化物夹杂充分上浮，被精炼渣吸附去除，钢水出站温度控制在1600-1620℃。上述方案中，所述VD真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械履带链轨节用细晶钢，其特征在于，化学成分及其质量百分含量为：C：0.30～0.38％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.15～1.35％，P≤0.013％，S≤0.003％，Al：0.020～0.032％，B：0.0017～0.0030％，V≤0.06％，Ti≤0.04％，Cr：0.18～0.24％，Ni≤0.012％，Cu≤0.04％，Mo≤0.02％，[O]≤12×10

【技术特征摘要】
1.一种工程机械履带链轨节用细晶钢，其特征在于，化学成分及其质量百分含量为：C：0.30～0.38％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.15～1.35％，P≤0.013％，S≤0.003％，Al：0.020～0.032％，B：0.0017～0.0030％，V≤0.06％，Ti≤0.04％，Cr：0.18～0.24％，Ni≤0.012％，Cu≤0.04％，Mo≤0.02％，[O]≤12×10-6，[N]≤44×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的工程机械履带链轨节用细晶钢，其特征在于，化学组分及其重量百分数含量为：
C：0.32％，Si：0.27％，Mn：1.35％，P：0.011％，S：0.001％，Al：0.026％，B：0.0028％，V：0.05％，Ti：0.033％，Cr：0.20％，Ni：0.010％，Cu：0.01％，Mo：0.01％，[O]：9×10-6，[N]：44×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质；
或者C：0.35％，Si：0.26％，Mn：1.24％，P：0.009％，S：0.002％，Al：0.032％，B：0.0024％，V：0.03％，Ti：0.029％，Cr：0.19％，Ni：0.012％，Cu：0.02％，Mo：0.02％，[O]：8×10-6，[N]：42×10-6；
或者C：0.36％，Si：0.28％，Mn：1.23％，P：0.012％，S：0.002％，Al：0.025％，B：0.0026％，V：0.06％，Ti：0.027％，Cr：0.24％，Ni：0.009％，Cu：0.03％，Mo：0.01％，[O]：7×10-6，[N]：40×10-6；
或者C：0.30％，Si：0.30％，Mn：1.33％，P：0.013％，S：0.002％，Al：0.020％，B：0.0017％，V：0.04％，Ti：0.020％，Cr：0.22％，Ni：0.010％，Cu：0.01％，Mo：0.02％，[O]：10×10-6，[N]：39×10-6；
或者C：0.38％，Si：0.20％，Mn：1.15％，P：0.008％，S：0.003％，Al：0.030％，B：0.0030％，V：0.01％，Ti：0.040％，Cr：0.18％，Ni：0.011％，Cu：0.04％，Mo：0.01％，[O]：12×10-6，[N]：43×10-6。


3.一种制备工程机械履带链轨节用细晶钢的方法，其特征在于，包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、加热、轧制和冷却处理，得到的工程机械履带链轨节用细晶钢的化学组分及其质量百分含量为：C：0.30～0.38％，Si：0.20～0.30％，Mn：1.15～1.35％，P≤0.013％，S≤0.003％，Al：0.020～0.032％，B：0.0017～0.0030％，V≤0.06％，Ti≤0.04％，Cr：0.18～0.24％，Ni≤0.012％，Cu≤0.04％，Mo≤0.02％，[O]≤12×10-6，[N]≤44×10-6，其它为Fe和不可避免的杂质。


4.根据权利要求3所述的制备工程机械履带链轨节用细晶钢的方法，其特征在于，所述转炉冶炼的过程包括：
转炉冶炼每炉钢控制废钢比≤20％，出钢时采用双档留渣操作，出钢加入铬铁120kg，锰铁550kg，硅锰合金300kg，铝锭50-70kg，增碳剂60kg，进行合金脱氧化，然后添加预熔精炼渣300kg和石灰300kg，出钢温度控制≥1600℃，终点碳0.08～0.15％，终点磷≤0.010％。


5.根据权利要求3所述的制备工程...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛伟江，王军，查亚鑫，王鲁义，陆汉刚，朱爱华，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32