一种抗拉伸强度为1000MPa级的钢及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种20MnCrS5钢，属于大规格齿轮钢的制备技术领域。本发明专利技术由如下重量百分含量的化学元素组成：C：0.17％～0.22％，Si：0.15％～0.40％，Mn：1.10％～1.30％，P≤0.035％，S：0.035％～0.045％，Cr：1.00％～1.30％，Alt：0.020％～0.060％，余量为铁和不可避免的杂质。本发明专利技术针通过采用模铸工艺，可以改善钢锭的冷却条件，使铸锭凝固时温度梯度和冷却强度都要弱于连铸工艺，避免了凝固组织枝晶搭接，减轻了元素偏析，改善了钢材的致密性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉伸强度为1000MPa级的钢及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于属于钢铁冶金
，具体涉及一种抗拉伸强度为1000MPa级的钢及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着汽车工业的迅猛发展，汽车的自重与其耗油量成正比，即汽车自重越大，其耗油量越大，减轻汽车自重是实现节能、降耗、环保最有效的措施之一。
[0003]汽车传动轴是传动系统中传动动力的重要部件，它与驱动桥、变速箱一起，将发动机的动力传递给车轮，使汽车高速运转。它既要承受压缩、冲击、扭转、剪切等多种交变应力的作用，又要承受制动、起动以及复杂路况的冲击，要求钢板具有高强度、高韧性和断裂韧性好。使得传动轴管具有几何尺寸精度高、质量分布均匀的特点。
[0004]钢管分为无缝钢管和焊接钢管两种，无缝钢管缺点是成材率低、附加变形量大、壁厚精度低，不适宜制作传动轴。焊接钢管一般分为直缝焊管和螺旋焊管两种，现有焊接钢管存在强度偏低、钢板较厚、自重大的缺点。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术采用一种抗拉强度≥1000MPa的汽车传动轴管用钢板，使钢板厚度从6.0mm～12.0mm，减少为2.0～5.5mm，达到了节能、降耗、降低汽车自重的目的。
[0006]本专利技术第一方面保护一种抗拉伸强度≥1000MPa级的钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.20
‑
0.40％；Si：0.70
‑
1.0％；Mn：2.50
‑
3.0％；P≤0.010％；S≤0.005％；Mo：0.50～0.80％；Cr：1.50～2.0％；Cu:0.50～0.80％；V：0.10～0.20％；余量为铁和不可避免的杂质。
[0007]进一步地，抗拉伸强度≥1000MPa级的钢的厚度为2.0mm～12.0mm，屈服强度为755～890MPa；20℃冲击功KV2为80～160J；A
50
为12～20％；相对腐蚀率为30～42％。
[0008]本专利技术第二方面保护一种抗拉伸强度≥1000MPa级的钢的制备方法，包括如下步骤：
[0009]铁水预处理：加入脱硫剂，使铁水中硫含量≤0.003％，兑入转炉；
[0010]转炉冶炼：所述兑入转炉的铁水和废钢，底吹惰性气体吹炼，采用石灰和轻烧白云石造渣，吹氧时间为12～16分钟，当终点成分中C的重量比为0.18～0.25％，温度达到1660～1700℃时出钢，在出钢过程中，进行合金化处理，使钢中Cr、Mo、Cu和V达到下限要求；
[0011]LF精炼：将所述转炉冶炼后的钢水转入LF精炼炉中，调整钢中如下成分的重量百分比为Mo：0.50～0.80％、Cr：1.50～2.0％、Cu：0.50～0.80％和V：0.10～0.20％，加入脱氧剂，底部喷吹氩气或氮气，浇注形成连铸坯；
[0012]加热：为了保证该钢的表面质量和脱碳层厚度，所述连铸坯采用热送热装工艺，所述热送热装工艺指连铸坯温度保证在450℃以上，或连铸坯在5h以内装炉，加热温度1160～1200℃，使原始奥氏体晶粒达到不大于5.0级；
[0013]粗轧：R1轧制3～5道次，R2轧制3～5道次，当温度达到960～980℃，进入精轧机组；
[0014]精轧：采用多机架热连轧，机架间冷却水投入，所述精轧的终轧温度825～855℃；
[0015]卷取：卷取温度为385～415℃。
[0016]进一步地，所述脱硫剂是由镁粉和石灰粉组成，所述镁粉和所述石灰粉之间的重量比为1：4.0～5.0；所述转炉冶炼中的下渣量为≤5kg/吨钢。
[0017]进一步地，所述脱氧剂由铝锰铁组成，所述脱氧剂中的铝锰铁重量比为Al：Mn：Fe＝40：30：30；所述LF精炼炉中炉内钢水顶渣保持在30mm～40mm之间。
[0018]进一步地，所述热送热装工艺中的所述连铸坯的均热时间为60min～70min。
[0019]进一步地，所述粗轧的游动待温时间为30S～60S。
[0020]本专利技术第三方方面保护一种抗拉伸强度≥1000MPa级的钢在汽车传动轴中的应用。
[0021]进一步地，所述汽车传动轴的厚度为2.0～12.0mm，屈服强度为750～900MPa，抗拉强度为1050～1180MPa，A
50
为12～20％。
[0022]有益效果：
[0023]本专利技术在钢中加入钼、钒、铬、铜等元素，使钢板的强度提高、性能更优，一方面通过加入锰、钼、钒来提高钢板的强度、韧性以及淬透性，另一方面添加铬、铜，使钢板具有良好的耐腐蚀性能，在冶炼过程中，加入钼、钒、铬、铜，锰等合金元素，增加原始奥氏体晶粒尺寸，在随后的加热、粗轧、精轧和层流冷却过程中，控制该钢的晶粒度和组织，从而获得一种抗拉强度≥1000MPa具有耐腐蚀性能的汽车传动轴管用钢。
[0024]本专利技术所生产的具有耐腐蚀性能的汽车传动轴管，在初期产生与普碳钢相同的腐蚀，优势并不大，在传动轴管的锈层中存在着孔洞和裂纹，使得腐蚀介质容易渗入，直接接触基体，加快腐蚀，所以腐蚀初期碳钢和该传动轴管的腐蚀速率均较大，随着汽车传动轴的持续运转，在钢中添加的合金元素Cu、Cr、V、Mo和Mn等逐渐发挥作用，降低了表面导电性能，自身沉淀并覆盖钢基体，阻碍了锈层的生长，推迟锈的结晶、加速钢的均匀溶解，并能阻碍腐蚀产物的快速生长。加速缺陷的愈合，阻塞了腐蚀介质直接接触基体的通道，使锈层致密化，使得传动轴的腐蚀过程由扩散控制，腐蚀速度下降，并最终形成稳定的内外表面层。
附图说明
[0025]图1是实施例1钢板的金相组织图。
[0026]图2是实施例2钢板的金相组织图。
[0027]图3是实施例3钢板金相组织图。
[0028]图4是实施例4钢板的金相组织图。
[0029]图5是实施例1钢板夹杂物的金相组织图。
[0030]图6是对比例钢板的金相组织图。
[0031]图7是对比例钢板夹杂物的金相组织图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的
实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术化学成分及质量百分比为：C0.20
‑
0.40％；Si0.70
‑
1.0％；Mn2.50
‑
3.0％；P≤0.010％；S≤0.005％；Mo0.50～0.80％；Cr1.50～2.0％；Cu:0.50～0.80％；V：0.10～0.20％；余量为铁和不可避免的杂质。
[0034]其中：C提高强度最经济的元素，可决定钢的性能，是稳定奥氏体的有效元素之一，能够提高淬透性，在钢中起到间隙固溶强化作用，随着C含量的增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗拉伸强度≥1000MPa级的钢，其特征在于，其组分及重量百分比含量为：C：0.20
‑
0.40％；Si：0.70
‑
1.0％；Mn：2.50
‑
3.0％；P≤0.010％；S≤0.005％；Mo：0.50～0.80％；Cr：1.50～2.0％；Cu：0.50～0.80％；V：0.10～0.20％；余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的抗拉伸强度≥1000MPa级的钢，其特征在于，厚度为2.0mm～12.0mm，屈服强度为755～890MPa；20℃冲击功KV2为80～160J；A
50
为12～20％；相对腐蚀率为30～42％。3.一种如权利要求1或2所述的抗拉伸强度≥1000MPa级的钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：铁水预处理：加入脱硫剂，使铁水中硫含量≤0.003％，兑入转炉；转炉冶炼：所述兑入转炉的铁水和废钢，底吹惰性气体吹炼，采用石灰和轻烧白云石造渣，吹氧时间为12～16分钟，当终点成分中C的重量百分比为0.18～0.25％，温度为1660～1700℃时出钢，在出钢过程中，进行合金化处理；LF精炼：将所述转炉冶炼后的钢水转入LF精炼炉中，调整钢中如下成分的重量百分比为Mo：0.50～0.80％、Cr：1.50～2.0％、Cu：0.50～0.80％和V：0.10～0.20％，加入脱氧剂，底部喷吹氩气或氮气，浇注形成连铸坯；加热：加热温度1160～1200℃，使原始奥氏体晶粒达到不大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，刘志璞，文小明，韩宇，张迎征，陈红远，宫震，王全洲，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：