一种热锻用高强韧非调质钢、圆钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种热锻用高强韧非调质钢，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.35

【技术实现步骤摘要】
一种热锻用高强韧非调质钢、圆钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钢种及其制造方法，尤其涉及一种高强度钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]非调质钢起源于第二次能源危机，随后在欧洲得到了快速发展。在德国汽车行业中，曲轴、连杆、前轴、半轴等锻件70％以上采用非调质钢制造；在日本汽车行业中，三菱汽车转向系统和传动系统所用的热锻调质件几乎全部非调质化了，丰田、住友等公司有90％的曲轴、75％的连杆用非调质钢制造。伴随着各国对非调质钢的重视，逐步建立了相应的非调质钢标准。
[0003]近年来，随着汽车行业的快速发展，市场对于汽车安全性、稳定性以及能耗等指标要求要求越来越高。相应地，也对应用于汽车上的汽车零部件提出了更高的要求，要求汽车零部件具有可靠、环保与减重等性能。
[0004]汽车曲轴等热锻用非调质钢是在低、中碳锰钢中添加合金元素，通过细晶强韧化，沉淀析出强化，使其强度达到调质钢的水平，又有一定的塑韧性，由于非调质钢经过高温加热之后直接加工使用，因此，其冲击韧性略差于调质钢。汽车零部件的加工制造以数控机床为中心，对材料的切削性能提出越来越高的要求,因此高强韧性的易切削非调质钢成为汽车零部件的最佳选择。含硫钢的切削加工性能随着硫含量的增加而改善，然而硫含量过高会带来轧制及锻造加工过程中的热脆现象。因此，本专利技术的目的在于提供一种含硫的热锻用高强韧性非调质钢。
[0005]公开号为CN108611562A，公开日为2018年10月02日，名称为“一种含硫铝镇静非调质钢及其硫化物形貌控制方法”的中国专利文献公开了一种含硫铝镇静非调质钢，其包括如下重量百分比的化学元素：C：0.30～0.50％，Si：0.45～0.75％，Mn：1.20～1.60％，V：0.10～0.30％，Ti：0.010～0.050％，Cr：0.10～0.50％，S：0.020～0.080％，Al：0.015～0.060％，Te：0.005～0.040％，[N]：0.010～0.015％，P≤0.015％，T.O≤0.0012％，Ni≤0.30％，Mo≤0.15％，Cu≤0.25％，As≤0.010％，Sn≤0.010％，Sb≤0.010％，Pb≤0.005％，余为Fe及不可避免的杂质。从该专利技术文献的实施例来看，其室温冲击功低于31J，冲击韧性不高。
[0006]公开号为CN107587076A，公开日为2018年01月16日，名称为“曲轴用大直径铁素体+珠光体型非调质钢棒材的生产方法”的中国专利文献公开了一种曲轴用大直径铁素体+珠光体型非调质钢棒材的生产方法，其特征在于棒材直径150-170mm，组织要求为铁素体+珠光体，心部原奥氏体晶粒度不小于6.0级、铁素体比例不小于25％，组织均匀，无异常粗大晶粒，带状组织不大于2.0级；所述非调质钢的化学成分质量百分比为：0.34％～0.42％C、0.35％～0.85％Si、1.00％～2.00％Mn、0.10％～0.40％Cr、0.010％～0.050％S、0.003％～0.020％Al、V+Nb+Ti≤0.015％、0.010％～0.040％N、P≤0.030％、Cu≤0.25％、Mo≤0.1％、Ni≤0.30％。从该专利的实施例来看，其主要是在某一种成分上，提供了系列的控制组织、晶粒度的轧制方法。
[0007]公开号为CN103562426A，公开日为2014年02月05日，名称为“非调质钢以及非调质钢部件”的中国专利文献公开了一种非调质钢以及非调质钢部件，具有下述化学组成：以质量％计含有C：0.27～0.40％、Si：0.15～0.70％、Mn：0.55～1.50％、P：0.010～0.070％、S：0.05～0.15％、Cr：0.10～0.60％、V：0.030～0.150％、Ti：0.100～0.2％以下、Al：0.002～0.050％以及N：0.002～0.020％，该钢可在进行热锻而成形为规定形状之后被断裂分割，适合用作需要高疲劳强度的汽车发动机用连杆等非调质钢部件的原材料。其室温冲击功仅1-7J/cm2，冲击韧性较差。
[0008]由此可见，现有技术中的非调质钢仍然存在产品强度不足，或者高强度低塑韧性的问题。基于此，为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术期望获得一种热锻用高强韧非调质钢，其不仅具有较高的强度，还具有良好塑韧性和切削加工性能，其适用性广泛，可以作为汽车零部件材料有效应用于汽车行业中。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种热锻用高强韧非调质钢，该热锻用高强韧非调质钢通过合理的合金成分调整，并结合V、Ti、Al、N的析出强化及细晶强化作用，在保证强度的前提下，提高了材料热锻后的冲击韧性；同时，钢中还添加了适量的S，以满足材料的切削加工性能要求。该热锻用高强韧非调质钢，在具有较高强度的同时，还具备良好塑韧性和切削加工性能，其适用性广泛，具有良好的使用前景和价值，其可以作为汽车零部件材料有效应用于汽车行业中。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种热锻用高强韧非调质钢，其除了Fe以及不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
[0011]C：0.35-0.45％；Si：0.40-0.70％；Mn：1.30-1.65％；S：0.030-0.065％；Cr：0.10-0.25％；Ni：0.05-0.20％；Mo：0.02-0.06％；V：0.07-0.2％；Ti：0.010-0.025％；N：0.008-0.015％；Al：0.010-0.035％。
[0012]进一步地，在本专利技术所述的热锻用高强韧非调质钢中，其各化学元素质量百分比为：
[0013]C：0.35-0.45％；Si：0.40-0.70％；Mn：1.30-1.65％；S：0.030-0.065％；Cr：0.10-0.25％；Ni：0.05-0.20％；Mo：0.02-0.06％；V：0.07-0.2％；Ti：0.010-0.025％；N：0.008-0.015％；Al：0.010-0.035％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。
[0014]在本专利技术所述的技术方案中，各化学元素的设计原理具体如下所述：
[0015]C：在本专利技术所述的热锻用高强韧非调质钢中，C元素对钢的强韧性影响较大，钢的塑韧性随着钢中C元素含量的增加而降低，因此，控制钢中C元素含量越低，则钢的塑韧性越好。但是，需要注意的是，C元素又是保证钢材强度的重要手段，当钢中C元素含量较低时，钢材的强度不足。为了保证本专利技术所述的热锻用高强韧非调质钢既具有较高的强度，又具备提供良好塑韧性的条件，在本专利技术所述的热锻用高强韧非调质钢中，将C元素的质量百分比控制在0.35-0.45％之间。
[0016]当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，可以将C元素的质量百分比控制在0.35-0.43％之间。
[0017]Si：在本专利技术所述的热锻用高强韧非调质钢中，Si元素能够有效提高钢材的强度，
在其它元素一定的情况下，通过增加钢中Si元素的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热锻用高强韧非调质钢，其特征在于，其除了Fe和不可避免的杂质以外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.35-0.45％；Si：0.40-0.70％；Mn：1.30-1.65％；S：0.030-0.065％；Cr：0.10-0.25％；Ni：0.05-0.20％；Mo：0.02-0.06％；V：0.07-0.2％；Ti：0.010-0.025％；N：0.008-0.015％；Al：0.010-0.035％。2.如权利要求1所述的热锻用高强韧非调质钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：C：0.35-0.45％；Si：0.40-0.70％；Mn：1.30-1.65％；S：0.030-0.065％；Cr：0.10-0.25％；Ni：0.05-0.20％；Mo：0.02-0.06％；V：0.07-0.2％；Ti：0.010-0.025％；N：0.008-0.015％；Al：0.010-0.035％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。3.如权利要求1或2所述的热锻用高强韧非调质钢，其特征在于，各化学元素质量百分比满足下列各项的至少其中之一：C：0.35-0.43％；Si：0.51-0.65％；Mn：1.41-1.63％；S：0.036-0.065％；Cr：0.12-0.22％；Ni：0.1-0.20％；Mo：0.02-0.05％；V：0.07-0.14％；Ti：0.015-0.023％；N：0.008-0.013％；Al：0.018-0.034％。4.如权利要求1或2所述的热锻用高强韧非调质钢，其特征在于，其各化学元素的质量百分比满足下列各项的至少其中之一：1.3≤Ti/N≤2.2，0.80≤C+(Si+...

【专利技术属性】
技术研发人员：余大江，赵四新，黄宗泽，蒋锡军，刘祖表，柳向椿，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：