一种耐低温高强度弹簧扁钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种耐低温高强度弹簧扁钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.48～0.60wt％、Si：0.40～0.90wt％、Mn：0.80～1.50wt％、1.5≤(Mn/C)≤2.8、P≤0.025wt％、S≤0.025wt％、Cr：0.40～1.00wt％、Ni：0.10～0.40wt％、Nb：0.01～0.05wt％、B：0.001～0.004wt％、Zr：0.002～0.009wt％、Ce：0.02～0.06wt％、N≤0.0045wt％、H≤0.00012wt％、O≤0.0011wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术通过成分和工艺的创新，开发出性能满足：ReL≥1750MPa，Rm≥1950MPa，A≥10％，Z≥36％，

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温高强度弹簧扁钢及其生产方法


[0001]本专利技术涉及长材钢铁产品及其生产方法，属于钢铁冶金生产制造领域，特别涉及一种耐低温高强度弹簧扁钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]弹簧扁钢，是各种卡车、客车、以及工程机械车辆减震系统中最重要的弹性元件，主要用于制作钢板弹簧，广泛应用于汽车、铁路、航空、国防等领域。
[0003]汽车轻量化技术是汽车节油的重要手段，研究表明：汽车质量每下降10％，油耗约下降3％～5％，重型汽车采用高强度弹簧扁钢可减少钢板弹簧总成自身质量的20％～45％。随着物流运输行业和资源开采工程发展需要，我国很多工程已经拓展到各种极寒领域。在我国的广阔北方地区，如东北和新疆等地，冬天温度可能达到
‑
40℃以下，部分地区更是低于
‑ꢀ
50℃。而在低温条件下，金属材料的性能将会发生较大的变化，在不同的环境温度下表现出来的力学性能，尤其是冲击韧性、断裂韧性变化较大。
[0004]一般而言，钢铁材料强度越高，韧性越低，低温环境下韧性指标更低。弹簧扁钢，作为上述车辆重要零部件的原材料，低温环境下强韧性的好坏将会影响到整个汽车的使用性能，甚至影响到安全性和可靠性。
[0005]现有技术中，涉及耐低温高强度汽车用钢制造领域的同类技术产品不多，特别是针对耐低温高强弹簧扁钢方面的更少。
[0006]经检索：CN 104213051A公开了一种抗低温耐磨损的弹簧体，包括以下化学元素按质量份数组成：铁300
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600份、碳30r/>‑
70份、铜10
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30份、铝5
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15份、硅2
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8份、钌0.15
‑ꢀ
0.25份、镍0.08
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0.15份、硫0.25
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0.45份、铬0.008
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0.015份和硒0.044
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0.068份，所述弹簧体表面喷有防冻防锈漆。该弹簧体力学性能、低温性能均未说明，仅从已有的成分上看，因S含量较高对低温冲击性能有较大不利影响。
[0007]CN 104630650A公开了一种耐低温高强度弹簧钢及其制备方法，所述弹簧钢含有(重量％)：其含有的化学成分及其重量百分比如下：C 0.45
‑
0.55％、Si 1.0
‑
1.3％、Mn 1.2
‑ꢀ
1.4％、Ni 3.5
‑
5.5％、Cr 0.8
‑
1.0％、Cu 0.3
‑
0.5％、Ti 0.006
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0.008％、Zn 0.03
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0.06％、Sn0.004
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0.005％、P≤0.025％、S≤0.025％、余量为铁。制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100
‑
200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量3
‑
5％的硅烷偶联剂KH
‑
550、2
‑
4％的纳米碳粉，混合均匀后，在8
‑
15Mpa下压制成坯，然后，在1000
‑
1100℃下煅烧3
‑
4小时，冷却后，再粉碎成150
‑
250目粉末，即得。该弹簧钢采用粉末冶金法制备，效率较低，成本较高，难以规模化生产和推广。
[0008]CN111118398A公开了一种高淬透性高强度低温韧性弹簧钢，其化学元素质量百分比为：C：0.54～0.64％，Si：1.40～2.00％，Mn：0.40～0.80％，Cr：1.00～1.50％，Ni： 0.10～0.40％，Mo：0.10～0.40％，Al：0.015～0.080％，P≤0.025％，S≤0.020％，Cu≤ 0.25％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；所述弹簧钢末端淬透性J1.5mm≥60HRC、J30mm ≥55HRC；在850℃
±
20℃油淬火、450℃
±
30℃回火后，抗拉强度≥1700MPa，屈服强度≥ 1500MPa，
‑
40℃冲击功KU2≥16J。该弹簧钢具有较高的淬透性和强度，但低温冲击功偏低，无法同时保证较寒冷地区材料低温韧性。

技术实现思路

[0009]为了满足各种卡车、客车、以及工程机械车辆用弹簧扁钢适应恶劣环境尤其是寒冷环境下的使用，本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种变截面钢板弹簧用具有良好低温韧性并具有高强度、高韧性的弹簧扁钢。本专利技术通过成分和工艺的创新，开发出性能满足：ReL≥1750MPa，Rm≥1950MPa，A≥10％，Z≥36％，
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60℃KV2≥35J，晶粒度不粗于8.5级的耐低温高强度弹簧扁钢。
[0010]本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0011]一种耐低温高强度弹簧扁钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.48～0.60wt％、Si： 0.40～0.90wt％、Mn：0.80～1.50wt％、1.5≤(Mn/C)≤2.8、P≤0.025wt％、S≤0.025 wt％、Cr：0.40～1.00wt％、Ni：0.10～0.40wt％、Nb：0.01～0.05wt％、B：0.001～0.004 wt％、Zr：0.002～0.009wt％、Ce：0.02～0.06wt％、N≤0.0045wt％、H≤0.00012wt％、 O≤0.0011wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。其生产工艺为：
[0012](1)复合KR深脱硫：铁水预处理，以活性石灰为基础，脱硫剂采用KR搅拌的方式，在铁水包中搅拌铁水，形成漩涡，先后两次加入脱硫剂活性石灰、镁粉，降低铁水S含量，脱硫结束后进行深度扒渣，避免回硫，控制出站铁水硫含量[S]≤0.01％；其中，第一次添加5
‑
10kg/t活性石灰、2
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6kg/t镁粉，第二次添加3
‑
6kg/t活性石灰、1
‑
5kg/t镁粉，首次添加完后取样检测硫含量可进行第二次添加；
[0013](2)铁水包加热：铁水包加盖并采用电磁感应加热，确保铁水从炼铁厂运送至炼钢厂过程中温度≥1490℃；
[0014](3)转炉冶炼，终点C控制≥0.06～0.40％；出钢温度≥1630℃；
[0015](4)LF炉精炼，在LF炉精炼过程，向渣面加入:2
‑
5kg/t电石、特硅：1
‑
4kg/t等脱氧材料，强化造白渣工艺，降低熔渣氧化性：FeO≤0.5％；
[0016](5)RH真空处理，真空度≤100Pa，保持真空时间不低于20min，软吹氩气流量20～68NL/min，软吹时间12～28min；
[0017](6)连铸坯断面尺寸为280mm
×...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐低温高强度弹簧扁钢，其特征在于化学成分按重量百分比计为：C：0.48～0.60wt％、Si：0.40～0.90wt％、Mn：0.80～1.50wt％、1.5≤(Mn/C)≤2.8、P≤0.025wt％、S≤0.025wt％、Cr：0.40～1.00wt％、Ni：0.10～0.40wt％、Nb：0.01～0.05wt％、B：0.001～0.004wt％、Zr：0.002～0.009wt％、Ce：0.02～0.06wt％、N≤0.0045wt％、H≤0.00012wt％、O≤0.0011wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种耐低温高强度弹簧扁钢，其特征在于所述弹簧扁钢具有如下性能：ReL≥1750MPa，Rm≥1950MPa，A≥10％，Z≥36％，
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60℃KV2≥35J，晶粒度不粗于8.5级。3.权利要求1所述的一种耐低温高强度弹簧扁钢的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)复合KR深脱硫：铁水预处理，以活性石灰为基础，脱硫剂采用KR搅拌的方式，在铁水包中搅拌铁水，形成漩涡，先后两次加入脱硫剂活性石灰、镁粉，降低铁水S含量，脱硫结束后进行深度扒渣，避免回硫，控制出站铁水硫含量[S]≤0.01％；其中，第一次添加5
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10kg/t活性石灰、2
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6kg/t镁粉，第二次添加3
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6kg/t活性石灰、1
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5kg/t镁粉，首次添加完后取样检测硫含量进行第二次添加；(2)铁水包加热：铁水包加盖并采用电磁感应加热，确保铁水从炼铁厂运送至炼钢厂过程中温度≥1490℃；(3)转炉冶炼；(4)LF炉精炼，在LF炉精炼过程，向渣面加入2
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5kg/t电石、1
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4kg/t特硅强化造白渣工艺，降低熔渣氧化性FeO≤0.5％；(5)RH真空处理；(6)连铸，控制坯断面尺寸的拉坯速度，拉速调整不超过2次/炉；采用凝固末端电搅工艺并对铸坯进行轻压下；中包温度波动不超过15℃；(7)缓冷后对...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁礼权，张贤忠，夏艳花，朱志鹏，叶途明，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：