本发明专利技术涉及一种含硫汽车曲轴用非调质钢及其生产工艺其组成成分按质量百分数计为：C：0.39～0.42％、Si：0.65～0.75％、Mn：1.40～1.50％、P≤0.020％、S：0.075～0.085％、Cr：0.15～0.20％、V：0.10～0.12％、Al：0.010～0.025％、Ni：0.10～0.15％、Cu：≤0.018％、Nb：≤0.05％、Mo：≤0.15％、Ti：0.010～0.025％、Te：≤0.012％、H：≤1.5ppm、O：≤25ppm、N：0.013～0.019％，余量为Fe和不可避免的杂质，锰当量Mnev为1.63
【技术实现步骤摘要】
一种含硫汽车曲轴用非调质钢及其生产工艺
[0001]本专利技术属于非调质钢
，具体涉及一种含硫汽车曲轴用非调质钢及其生产工艺。
技术介绍
[0002]汽车曲轴是发动机的主要旋转机件、负责将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动，曲轴的复杂条件决定了曲轴材料必须具有较高的力学性能。汽车曲轴用非调质钢一般指在中碳钢中添加V、Ti、Nb和N等微量合金元素，通过在铁素体和珠光体中弥散析出碳/氮化合物为强化相，使之在轧制/锻制后不经调质处理，获得碳素结构钢或合金结构钢经调质处理后所达到的力学性能的钢种。为改善锻造后的切削性能往往向钢种加入大量的硫元素，一方面此类钢种含有较高的锰元素，在凝固过程中形成易变形物质MnS，在后续轧制/锻造中变形拉长，使金属呈现出各向异性，产品力学性能恶化，难以满足成品质量要求，另一方面冶炼此钢种采用Al脱氧，浇注过程中易形成絮流、絮流物吸附于水口内壁导致钢水通道堵塞等问题，连铸参数及工艺不当导致低倍质量较差和MnS的中心偏析，控温轧制/锻造控温冷却导致钢材组织粗大、影响钢材塑性和强度，从而难以满足含硫汽车曲轴应用需求。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本专利技术提供一种含硫汽车曲轴用非调质钢及其生产工艺，通过一整套的冶炼、连铸、轧制工艺使硫化物夹杂得到有效控制，力学性能等成品质量满足要求。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种含硫汽车曲轴用非调质钢，其组成成分按质量百分数计为：C：0.39～0.42％、Si：0.65～0.75％、Mn：1.40～1.50％、P≤0.020％、S：0.075～0.085％、Cr：0.15～0.20％、V：0.10～0.12％、Al：0.010～0.025％、Ni：0.10～0.15％、Cu：≤0.018％、Nb：≤0.05％、Mo：≤0.15％、Ti：0.010～0.025％、Te：≤0.012％、H：≤1.5ppm、O：≤25ppm、N：0.013～0.019％，余量为Fe和不可避免的杂质，锰当量Mnev＝Mn+1.5*Cr+2*Mo+0.35*Ni+0.17*Cu＝1.63
‑
1.78％，硫化物夹杂≤3.0级。
[0006]上述含硫汽车曲轴用非调质钢，进一步地，目标值：Mnev＝1.70％。
[0007]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的成分设计中：
[0008]C：提高C含量有利于提高强度，但C含量含量过高易降低塑性和热性。
[0009]Mnev：保证锰当量具有较高的韧性、强度和硬度，利于提高钢的淬性、改善钢的加工性能。
[0010]Te：通过形成Mn、S、Te的共晶化合物使得MnS夹杂物发生球化，在凝固时碲化物会包覆于MnS周围而呈球冠状，相较于MnS，MnTe质量分数极小，在包覆时会使MnS发生晶格畸变，阻止了MnTe在横向上的生长，使得MnS不会出现条状、链状，避免易变形MnS在后续轧制/
锻造过程中变形劣化产品力学性能；但Te过高会造成晶间催化、降低持久强度；Mn/Te/S含量的控制显著降低硫化物夹杂的同时兼顾含硫汽车曲轴用非调质钢的力学性能要求。
[0011]上述含硫汽车曲轴用非调质钢，进一步地，所述非调质钢的抗拉强度可达958MPa，屈服强度可达635MPa以上，
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20℃冲击KU2J可达38J以上，断后伸长率可达16％以上，断后收缩率可达35％及以上。
[0012]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，生产工艺包括将炼钢原料依次经电炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸工序得到的连铸坯，VD真空处理工序中破空喂入氮化锰线增氮、喂钛线增钛、碲锰线进行碲处理控制硫化物形态、喂硅钙线进行钙处理，将连铸坯依次经加热、轧制工序得到硫化物夹杂≤1.0级的非调质钢。
[0013]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述电炉炼钢工序控制电炉出钢终点C：0.23～0.33％，Si：0.42～0.57％，Mn：1.10～1.25％，Cr：0.07～0.17％，目标P≤0.013％，目标温度T≥1580℃，出钢前打开底吹氩气，出钢过程中全程吹氩，出钢过程中，每炉100
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110t钢水中加入500kg石灰、400kg促净剂、120kg铝、1663kg硅锰合金和118kg硅铁合金。
[0014]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述LF精炼工序根据LF精炼补喂铝线，初炼铝目标值为0.025
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0.050％，仅可调整一次；LF精炼前期根据渣况，每炉100
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110t钢水补加0
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100kg石灰进行CaO调渣，采用Fe
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Si粉及Si
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C渣面扩散脱氧，白渣时间≥20min，冶炼时间≥35min，LF出站前加200kg硅砂调渣。
[0015]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述LF精炼过程保持氩气通畅，LF精炼前期氩气流量为200
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400NL/min，LF精炼中期氩气流量为120
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250NL/min，LF精炼后期氩气流量为60
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150NL/min。
[0016]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述VD真空处理工序中到站先喂硫磺线使硫含量达到目标值，随后真空处理，控制最高真空度≤67pa，高真空保持时间≥12min，氮气软吹时间≥15min。
[0017]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述VD真空处理工序中喂线顺序依次为氮化锰线、钛线、硅钙线、硫线和碲锰线，碲锰线70m/炉，硅钙线50
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60m/炉。
[0018]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述连铸工序控制过热度在25
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35℃之间，采用二冷冷却配合结晶器电磁搅拌、铸流搅拌和末端电磁搅拌，一冷水流量为3200
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3400L/min，二冷水1区水流量为52
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58L/min，二冷水2a区水流量为34
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40L/min，二冷水2b区水流量为9
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13L/min，结晶器电磁搅拌电流240
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260A、频率为2Hz，铸流搅拌电流为190
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210A、频率为8Hz，末端电磁搅拌电流为1090
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1110A、频率为8Hz，控制拉速为0.65m/min。
[0019]上述含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，进一步地，所述加热工序的加热程序为：预热段温度预热段温度＜920℃，预热段目标温度870℃，加热I段时间＞0.75h、加热I段温度900
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1100℃，加热I段目标温度1000℃，加热II段时间≥0.75h、加热II段温度1180
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1280℃，加热II段目标温度1230本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含硫汽车曲轴用非调质钢，其特征在于，其组成成分按质量百分数计为：C：0.39～0.42％、Si：0.65～0.75％、Mn：1.40～1.50％、P≤0.020％、S：0.075～0.085％、Cr：0.15～0.20％、V：0.10～0.12％、Al：0.010～0.025％、Ni：0.10～0.15％、Cu：≤0.018％、Nb：≤0.05％、Mo：≤0.15％、Ti：0.010～0.025％、Te：≤0.012％、H：≤1.5ppm、O：≤25ppm、N：0.013～0.019％，余量为Fe和不可避免的杂质，锰当量Mnev＝Mn+1.5*Cr+2*Mo+0.35*Ni+0.17*Cu＝1.63
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1.78％，硫化物夹杂≤3.0级。2.根据权利要求1所述的一种含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，其特征在于，生产工艺包括将炼钢原料依次经电炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、连铸工序得到的连铸坯，VD真空处理工序中破空喂入氮化锰线增氮、喂钛线增钛、碲锰线进行碲处理控制硫化物形态、喂硅钙线进行钙处理，将连铸坯依次经加热、轧制工序得到硫化物夹杂≤1.0级的非调质钢。3.根据权利要求2所述的一种含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，其特征在于，所述电炉炼钢工序控制电炉出钢终点C：0.23～0.33％，Si：0.42～0.57％，Mn：1.10～1.25％，Cr：0.07～0.17％，目标P≤0.013％，目标温度T≥1580℃，出钢前打开底吹氩气，出钢过程中全程吹氩，出钢过程中，每炉100
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110t钢水中加入500kg石灰、400kg促净剂、120kg铝、1663kg硅锰合金和118kg硅铁合金。4.根据权利要求2所述的一种含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，其特征在于，所述LF精炼工序根据LF精炼补喂铝线，初炼铝目标值为0.025
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0.050％，仅可调整一次；LF精炼前期根据渣况，每炉100
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110t钢水补加0
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100kg石灰进行CaO调渣，采用Fe
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Si粉及Si
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C渣面扩散脱氧，白渣时间≥20min，冶炼时间≥35min，LF出站前加200kg硅砂调渣。5.根据权利要求2所述的一种含硫汽车曲轴用非调质钢的生产工艺，其特征在于，所述LF精炼过程保持氩气通畅，LF精炼前期氩气流量为200
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400NL/min，LF精炼中期氩气流量为120
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【专利技术属性】
技术研发人员：轩康乐，刘栋林，单文瑞，李义龙，朱康宁，杜龑，
申请(专利权)人：江苏联峰能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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