一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢及其制备方法，本发明专利技术釆用较高的Mn含量以获得粒状贝氏体组织，然后添加适量微合金化元素V来改善钢的强韧性，试验结果表明，所制备得到的非调质钢具有良好的机械性能，同时具有优异的疲劳性能，各项性能指标均达到轴类、杆类件要求，与日本进口的同类非调质钢性能相当，采用本发明专利技术中的非调质钢所生产的注塑机拉杆的疲劳寿命优于传统调质（45,42CrMo，34CrNiMo6）及非调质钢（16Mn2VB，32SiMnVTiS）。32SiMnVTiS）。

【技术实现步骤摘要】
一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及非调质钢
，具体涉及一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]非调质钢是一种同时满足高性能和低成本要求的环境友好型钢材，非调质钢替代42CrMo、40Cr等调质钢，在装备制造领域有非常大的发展空间，目前小规格的非调质钢通过成分设计和控轧控冷已经基本成熟，但是大规格的圆棒由于受到控轧控冷条件限制还不成熟，因此，开发贝氏体的非调质钢替代大规格的42CrMo系列产品且价格存在优势，规格主要集中在180～300mm之间。贝氏体非调质钢在铁素体
‑
珠光体非调质钢基础上，降低碳含量，增加Mn含量，抑制高温相变扩大中温贝氏体转变，使其在控轧控冷成型过程中得到贝氏体组织，通过控制贝氏体形貌、残余奥氏体数量、M/A组元的数量或贝氏体板条宽度及碳化物尺寸等改善钢材的强韧性匹配；通过Mn、Cr合金元的固溶强化作用和Nb+V复合微合金的细化晶粒、弥散强化作用，同时提高钢的强度和韧性；为满足大尺寸心部性能不够，添加微量的B提高钢的淬透性，另外，B的加入可以促进其它微合金元素如Nb的形变诱导析出，在钢中产生更为细小的Nb和B的复杂的碳N化合物，有利于改善非调质钢的各项性能；而添加一定Ti在细化晶粒的同时，还能保证固溶B的作用。
[0003]目前应用最成功的铁素体+珠光体型非调质钢的抗拉强度低于1000MPa并且韧性偏低，难以满足汽车轻量化对钢材强韧性的更高要求，因而铁素体+珠光体型非调质钢多用来制造一些≤Φ160mm规格的轴类件、杆类件零件(曲轴、连杆等对韧性要求相对较低的部件)，急需设计开发出一种新型的大规格Φ160mm以上1000MPa级高强高韧贝氏体型非调质钢。
[0004]中国专利文献CN112267074B和CN112342463B公开了使用锻造方式生产贝氏体非调质钢，中国专利文献CN112522610A公开了使用模铸生产贝氏体非调质钢，上述方式均存在生产周期长以及生产效率低的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢及其制备方法，所制备的非调质钢具有良好的力学性能和优异的抗疲劳性能，各项性能指标均达到轴类、杆类件要求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢，包括如下重量百分比的化学成分：C：0.10～0.16％、Si：0.80～1.10％、Mn：2.20～2.60％、P≤0.020％、S≤0.035％、Cr：0.65～0.85％、V：0.03～0.1％、Nb:0.015～0.10％、Ti:0.015～0.030％、Ni≤0.30％、Mo：0.04～0.12％、Al：0.015～0.065％、N：80～130ppm、B:0.0010～
0.0025％、H≤2.0ppm、O≤20ppm、余量为Fe及不可避免杂质。
[0008]另一方面，本专利技术还提供上述连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢的制备方法，包括如下步骤：电炉
→
LF精炼
→
VD真空精炼
→
圆坯连铸
→
缓冷
→
开坯
→
连轧
→
缓冷入坑。
[0009]优选的，圆坯连铸时，根据不同圆钢尺寸选取不同的圆坯坯型，直径Φ160～230mm的圆钢选用Φ600mm圆坯；直径Φ230～300mm的圆钢选用Φ800mm圆坯。
[0010]优选的，选用Φ600mm圆坯的工艺参数为：开浇炉过热度25
‑
40℃，连浇炉过热度18
‑
35℃，Φ600坯型拉速控制在0.27～0.28m/min，结晶器搅拌参数I＝195～205A，F＝1.8～2.2Hz，铸搅参数I＝95～105A，F＝7.8～8.2Hz，末搅参数I＝795～805A，F＝7.8～8.2Hz。
[0011]优选的，选用Φ800mm圆坯的工艺参数为：开浇炉过热度25
‑
40℃，连浇炉过热度18
‑
35℃，Φ800坯型拉速控制在0.18～0.19m/min，结晶器搅拌参数I＝295～305A，F＝1.4～1.6Hz；铸搅参数I＝55～65A，F＝7.8～8.2Hz；末搅参数I＝995～1005A，F＝5.8～6.2Hz。
[0012]优选的，开坯的工艺为：采用二辊Φ1320mm往复式轧机开坯，开坯温度1000～1100℃。
[0013]优选的，连轧的工艺为：连轧机精轧终轧温度≤950℃，使用4～6机架轧制成形，得到的棒材直径160～300mm。
[0014]优选的，入坑缓冷后的出坑温度≤450℃。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]本专利技术釆用较高的Mn含量以获得粒状贝氏体组织，然后添加适量微合金化元素V来改善钢的强韧性，试验结果表明，所制备得到的非调质钢具有良好的机械性能，同时具有优异的疲劳性能，各项性能指标均达到轴类、杆类件要求，与日本进口的同类非调质钢性能相当，采用本专利技术中的非调质钢所生产的注塑机拉杆的疲劳寿命优于传统调质(45,42CrMo，34CrNiMo6)及非调质钢(16Mn2VB，32SiMnVTiS)。
[0017]本专利技术使用Φ600～Φ800mm圆坯连铸生产可替代5T～10T钢锭生产，实现短流程低成本生产，提高生产效率；采用半连轧轧制可以替代锻造成型生产≥Φ160mm大规格贝氏体非调质钢；通过采用特定的成分及合适的制备方法制备得到1000MPa级别抗拉强度的贝氏体非调质钢。
具体实施方式
[0018]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0019]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0020]本专利技术提供一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢的制备方法，包括如下步骤：电炉
→
LF精炼
→
VD真空精炼
→
圆坯连铸
→
缓冷
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开坯
→
连轧
→
缓冷入坑，具体工艺参数如下：
[0021](1)圆坯连铸：使用圆坯浇注，根据不同圆钢尺寸选取不同的圆坯坯型，直径Φ160～230mm的圆钢选用Φ600mm圆坯；直径Φ230～300mm的圆钢选用Φ800mm的圆坯；覆盖剂型号：覆盖剂03，保护渣型号XBY
‑
8D，然后连铸圆坯进坑缓冷；
[0022]Φ600mm圆坯：开浇炉过热度25
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40℃，连浇炉过热度18
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35℃，Φ600坯型拉速控制
在0.27～0.28本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢，其特征在于， 包括如下重量百分比的化学成分：C：0.10～0.16%、Si：0.80～1.10%、Mn：2.20～2.60%、P≤0.020%、S≤0.035%、Cr：0.65～0.85%、V：0.03～0.1%、 Nb：0.015～0.10%、Ti：0.015～0.030%、Ni≤0.30%、Mo：0.04～0.12%、Al：0.015～0.065%、N：80～130ppm、B：0.0010~0.0025%、H≤2.0ppm、O≤20ppm、余量为Fe及不可避免杂质。2.如权利要求1所述的连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：电炉
→
LF精炼
→
VD真空精炼
→
圆坯连铸
→
缓冷
→
开坯
→
连轧
→
缓冷入坑。3.根据权利要求2所述的连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢的制备方法，其特征在于，圆坯连铸时，根据不同圆钢尺寸选取不同的圆坯坯型，直径Φ160~230mm的圆钢选用Φ600mm圆坯；直径Φ230~300mm的圆钢选用Φ800mm圆坯。4.根据权利要求3所述的连铸生产的大规格直接切削用低碳贝氏体非调质钢的制备方法，其特征在于，选用Φ600mm圆坯的工艺参数为：开浇炉过热...

【专利技术属性】
技术研发人员：高华耀，刘栋林，周湛，俞杰，朱磊，张春香，轩康乐，孙军，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：