一种模铸耐腐蚀链板用钢及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种模铸耐腐蚀链板用钢及其制造方法，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.59％，Si：≤0.40％，Mn：0.4％～1.1％，Cr：≤0.50％，Nb≤0.5％；Al：0.015％～0.1％，V：0.05％～0.5％，Ti：0.03％～0.1％，Cu：0.10％～0.5％，Sb：0.05％～0.2％，且O≤0.0015％，杂质元素P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。制造方法包括冶炼、模铸、铸锭开坯、粗精热轧；应用本发明专利技术公开的技术方案生产的钢板各类非金属夹杂物小于1.5级，钢板单面表面脱碳层深度小于板厚的1.5％，无晶界氧化，平均腐蚀率不超过20g/m

【技术实现步骤摘要】
一种模铸耐腐蚀链板用钢及其制造方法
本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及一种模铸耐腐蚀链板用钢及其制造方法。
技术介绍
目前，链板多采用40Mn、45Mn钢板加工而成，一般要求原料钢板表面硬度在85HRB－90HRB，以保证冲压后边部质量，热处理后硬度38-42HRC，在长期使用过程中易出现磨损变形，造成链条延伸、动力系统效率降低，寿命短，需要经常更换等问题。特别是一些汽车动力链条，链条寿命直接影响汽车发动机乃至整车寿命。另一方面，热轧板直接加工链板，存在钢板表面氧化铁皮，加工过程易生锈，冲压加工成材率低等缺陷，影响热处理后表面硬度等问题。专利技术《一种低碳微合金钢及用其生产链条链板的方法》(申请号：99100724.7)公开的链板碳含量低，高锰高钒的冷轧板。碳含量低，热处理后硬度相对低，耐磨性不足。专利技术《一种高级优质链条钢的连铸工艺》(CN103252466A)是一种方坯加工圆链的连铸工艺，属型材生产工艺，方坯尺寸小，连铸坯生产容易，冶炼铸坯冷却工艺等参次与板坯连铸完全不同。而且成品是圆链，与链板用途不同。专利技术《一种链条钢材料》(CN103422034A)和《一种管道链板输送机的链板材料》(CN109881128A)两专利均是添加了非常规化合物或元素，需特殊生产方法，成本高，生产工艺复杂。专利技术《一种圆环链条用钢及其制造方法》(CN102653834A)、专利技术《一种矿用大规格、高强度链条钢及其制备方法》(CN201410800419.5)、《一种90级链条钢》(CN201811242708.2)都是用型材加工环形链条，链条用钢碳含量低，Ni、Cr、Mo等合金含量高，成本高，常规热处理工艺不能满足链板高硬度高耐磨的要求。《链条外链板》(CN2206868Y)是技术专利，介绍的是链条链板形状上的改善，未提及材质。《一种高强度高耐磨性、高疲劳寿命的履带用钢及其生产工艺》(申请号：201610507885.3)是一种连铸方坯轧制成的圆棒材，不宜做链板。而且C含量0.28-0.32％，较低，热处理后硬度很难达到37HRC以上，Mn含量1.45％以上，易形成偏析，组织不均匀，影响疲劳性能。文献《自行车链条用18MnZL热轧带钢的研制》，《赛车链条用钢化学成分设计》，《武钢冷轧链条用钢的开发与应用》等论文介绍的均为冷轧钢板用钢。《16Mn钢链板断裂分析》介绍的16Mn链条钢碳含量低，要经过渗碳处理才能满足硬度要求，工艺复杂。上述文献及专利技术提及的钢种均不适合用热轧板直接加工高耐磨链板。因此，本项目专利技术了一种热轧钢带，适于直接加工各类链板，热处理后硬度高，耐磨性好，寿命长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种模铸耐腐蚀链板用钢及其制造方法，该链板用钢采用模铸冶炼钢锭,再轧制卷板工艺,钢板热处理后硬度40HRC以上，链条耐磨寿命比普通链条延长60％以上。本专利技术目的是这样实现的：一种模铸耐腐蚀链板用钢，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.59％，Si：≤0.40％，Mn：0.4％～1.1％，Cr：≤0.50％，Nb≤0.5％；Al：0.015％～0.1％，V：0.05％～0.5％，Ti：0.03％～0.1％，Cu：0.10％～0.5％，Sb：0.05％～0.2％，且O≤0.0015％，杂质元素P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述模铸耐腐蚀链板用钢热轧板组织为均匀细小铁素体和珠光体，铁素体比例30％-50％,晶粒度8.5级以上，屈服强度260-360MPa,钢板表面粗造度1.8um以下，各类非金属夹杂物小于1.5级，钢板单面表面脱碳层深度小于板厚的1.5％，平均腐蚀率不超过20g/m2·h。本专利技术成分设计理由如下：C是钢中主要的固溶强化元素。C含量若低于0.20％，则很难保证热处理后硬度，另一方面C含量若高于0.59％，钢的韧塑性恶化，链条易脆断。因此，C含量要控制在0.20％～0.59％。Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，是保证钢的强度和韧性的必要元素。锰和铁形成固溶体，能提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。Mn与S结合形成MnS，避免晶界处形成FeS而导致的热裂纹影响锯片用钢的热成形性。同时Mn也是良好的脱氧剂并增加淬透性。Mn含量过低，不能满足热处理后高强硬性的要求，Mn含量过高易形成偏析带影响焊接性能，且增加生产成本，因此，综合考虑成本及性能要求等因素，Mn含量应该控制在0.4％～1.1％。Si是钢中常见元素之一，在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂，固溶形态的Si能提高屈服强度和韧脆转变温度，但若超过含量上限将降低韧性和焊接性能。另一方面，Si是铁素体形成元素，Si含量高会促使钢表面脱碳严重，因此，Si含量不易过高，Si≤0.40％。Cr是显著提高钢的淬透性元素，钢中加入适量的Cr可使C曲线右移，相同冷速下获得的珠光体片间距更加细化。对于高碳钢，Cr可以提高碳扩散的激活能，减轻钢的脱碳倾向。另一方面，Cr还可提高铁素体电极电位，促使钢的表面形成致密的氧化膜，提高其耐蚀性。Cr含量过高，增加合金成本，且钢板板形差，难以校平，因此，本专利技术控制Cr含量≤0.50％。Nb是细晶强化和沉淀强化微合金元素，钢中加入适量的Nb可提高热轧钢板的韧塑性及钢热处理后的强度和韧性。通常钢中微合金化Nb含量为0.01-0.05％，而本专利技术中加入≤0.5％的Nb，是正常加入量的十倍以上。在钢中添加Nb，在热加工过程中可以析出微细的NbC、NbCN等碳氮化物二相粒子，抑制奥氏体的形变再结晶，阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。生成的粒子种类和大小直接影响钢的耐磨性等使用性能。如，生产小于30um的NbC粒子，细化晶粒作用明显，热处理后强硬性明显提升，耐磨性增强，寿命延长。目前汽车使用几年后，当发动机内的正时链条长度因为磨损严重而延伸50％时，发动机判废。链条钢中加0.1-0.5％Nb后，耐磨性明显改善，一般发动机因其他原因报废时，链条长度最大只延伸20％，也就是说，不会因为正时链条磨损延伸问题而导致发动机报废，即延长了发动机使用寿命。另一方面，Nb可以抑制钢表面氧化脱碳。因此，控制Nb≤0.5％。V、Ti也是细晶强化和沉淀强化微合金元素，在钢中添加V、Ti，在热加工过程中可以析出微细的碳氮化物二相粒子，抑制奥氏体的形变再结晶，阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。另一方面，V也可提高淬透性和热稳定性。因此，钢中加入适量的Ti、V可提高热轧钢板的韧塑性及钢热处理后的强度和韧性。当然，含量过高，增加成本，因此，控制V：0.05％～0.5％，Ti：0.03％～0.1％。Cu：0.1％～0.5％；Cu在钢中的突出作用是改善钢的抗大气腐蚀性能，同时，加入铜还能提高钢的强度和屈服比，冲压时不变形。耐蚀钢中Cu常与P配合使用，Cu和P均能浓缩在锈层中，使其致密稳定，并能抑制铁锈的扩展。当[Cu]较低(约0.01％)时，加入0.06～0.10％P后，钢的耐蚀性提高2倍多。当[Cu]较高时(0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模铸耐腐蚀链板用钢，其特征在于，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.59％，Si：≤0.40％，Mn：0.4％～1.1％，Cr：≤0.50％，Nb≤0.5％；Al：0.015％～0.1％，V：0.05％～0.5％，Ti：0.03％～0.1％，Cu：0.10％～0.5％，Sb：0.05％～0.2％，且O≤0.0015％，杂质元素P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种模铸耐腐蚀链板用钢，其特征在于，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.20％～0.59％，Si：≤0.40％，Mn：0.4％～1.1％，Cr：≤0.50％，Nb≤0.5％；Al：0.015％～0.1％，V：0.05％～0.5％，Ti：0.03％～0.1％，Cu：0.10％～0.5％，Sb：0.05％～0.2％，且O≤0.0015％，杂质元素P≤0.020％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的杂质。


2.根据权利要求1所述的一种模铸耐腐蚀链板用钢，其特征在于，所述模铸耐腐蚀链板用钢热轧板组织为铁素体和珠光体，铁素体体积百分比为30％～50％，晶粒度8.5级以上，屈服强度260～360MPa，钢板表面粗造度1.8μm以下，各类非金属夹杂物小于1.5级，钢板单面表面脱碳层深度小于板厚的1.5％，平均腐蚀率不超过20g/m2·h。


3.一种权利要求1或2所述的一种模铸耐腐蚀链板用钢的制造方法，冶炼、模铸、铸锭开坯、粗精热轧；其特征在于，
(1)冶炼、模铸：
电炉冶炼，要求精炼处理时间30min以上；浇注钢锭...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉，王英海，张瑞琦，孙敖，刘志伟，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21