一种管坯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种管坯及其制备方法与应用，以质量百分含量计，所述管坯的化学成分包括：C 0.322

【技术实现步骤摘要】
一种管坯及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种管坯及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]汽车稳定杆又称防倾杆，在结构方面为横置的扭杆弹簧，是汽车悬架中的一种辅助弹性元件。车辆转弯时，离心力会造成车身侧倾，导致弯内轮与弯外轮的悬挂拉伸和压缩，而稳定杆可利用其杆身扭转产生的弹力来平衡外力，抑制车身侧倾。汽车稳定杆在车辆行驶过程中由于受到多种复杂工况载荷，对车辆底盘总成的操控性、舒适性和行驶安全性等有重要的影响，因此对稳定杆用钢的性能及工艺性要求较高，属于典型的高要求结构钢应用汽车零件。
[0003]汽车稳定杆按照结构，可分为实心和空心两类。实心稳定杆结构较为简单，重量较重，但成型相对容易，目前被大面积应用。后发展为空心无缝管，空心稳定杆重量较轻，性能与实心稳定杆持平，但对材料和制造工艺要求较高。
[0004]空心稳定杆主要采用焊管和无缝钢管制成，稳定杆工作应力大于700MPa时，一般采用焊管，该结构常见于欧美系等高端或车重较大的车型。焊管用钢主要采用34MnB5、22MnB5、20MnB5、26Mn5、35Mn2等牌号钢材，由于空心稳定杆对疲劳性能有较高要求，因此对钢管的服役性能要求更高。但是采用焊管的成本较高，因此，空心稳定杆的市场技术主流还是无缝钢管。无缝空心稳定杆对钢材的组织性能要求较高，尤其随着零件轻量化及其服役工况的恶化，空心化后，稳定杆出现服役早期疲劳失效的风险将急剧增加。
[0005]CN 115058663A公开了一种高度轻量化汽车空心稳定杆用钢管及其生产方法，钢管化学成分如下：C：0.38～0.44％，Mn：1.20～1.40％，S≤0.005％，P≤0.020％，Si：0.15～0.30％，Cr：0.15～0.30％，Ti：0.020～0.040％，Als：0.020～0.050％，B：0.0015～0.0035％，H≤0.0002％，O≤0.0020％，N≤0.0060％，Cu≤0.10％，其余为铁和不可避免的杂质。生产方法包括冶炼、连铸、加热、热轧、卷取、纵剪分条、焊接、酸洗、退火、矫直、酸洗、磷化、皂化、冷轧、正火工序。该专利技术钢管具有较高的扭转疲劳性能，但空心稳定杆的轻量化程度仍有待进一步提升。
[0006]CN 111394558A公开了一种汽车空心稳定杆用钢带及其生产方法，所述钢带化学成分组成为：C、Mn、S、P、Si、Als、Cr、Ti、B、H、O、N，且需满足：0.15％≤Cr+Nb+V+Ti+Mo≤0.5％，S+P+H+O+N≤0.03％，Ti/N≥6.83，CEV：0.55～0.65％，余量为铁和不可避免的杂质；生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸、加热、粗轧、精轧、冷却和卷取工序。该专利技术提供的汽车空心稳定杆用钢带的拉伸性能与耐冲击性能相对较差，疲劳寿命也有待改善。
[0007]针对现有技术的不足，需要提供一种强度高、洁净度及晶粒度满足要求且制得稳定杆的重量轻、质量优异的管坯。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种管坯及其制备方法与应用，通过调整合金元素配比，
优化冶炼、轧制工艺，改善了管坯的纯净度及显微组织，进一步制成无缝空心稳定杆，相比实心稳定杆减重20％以上，同时与实心稳定杆性能相当。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种管坯，以质量百分含量计，所述管坯的化学成分包括：C 0.322
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0.329wt％，Si 0.25
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0.26wt％，Mn 0.617
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0.623wt％，Cr0.965
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0.976wt％，Mo 0.165
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0.175wt％，Al 0.016
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0.017wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
[0011]本专利技术提供的管坯，通过调整合金元素配比，能够有效改善管坯的纯净度及显微组织，同时提高管坯的拉伸性能，进而满足制得汽车稳定杆刚度及疲劳寿命的要求。
[0012]所述管坯中C的质量百分含量为0.322
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0.329wt％，例如可以是0.322wt％、0.323wt％、0.324wt％、0.326wt％或0.329wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]C元素为经济的强化元素，本专利技术控制的C含量范围可以保证管坯具有良好的强韧性，C含量过高或过低，对钢体性能会产生不利影响。
[0014]所述管坯中Si的质量百分含量为0.25
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0.26wt％，例如可以是0.25wt％、0.252wt％、0.255wt％、0.258wt％或0.26wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]Si元素以固溶强化形式可提高钢的强度，且Si可减少摩擦发热时的氧化作用，提高钢的冷变形硬化率从而提高钢的耐磨性，但其含量较高会导致钢的韧性降低，因此需要限定其含量范围。
[0016]所述管坯中Mn的质量百分含量为0.617
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0.623wt％，例如可以是0.617wt％、0.618wt％、0.62wt％、0.621wt％或0.623wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]Mn元素可提高钢体的强度、耐磨性以及淬透性；同时也可以和S形成MnS，消除S的不利影响。
[0018]所述管坯中Cr的质量百分含量为0.965
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0.976wt％，例如可以是0.965wt％、0.967wt％、0.968wt％、0.969wt％、0.971wt％、0.973wt％或0.976wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]Cr元素可以使钢兼具良好的耐腐蚀稳定性以及抗氧化性，适量提高Cr元素含量，对钢体的性能产生正面作用。
[0020]所述管坯中Mo的质量百分含量为0.165
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0.175wt％，例如可以是0.165wt％、0.168wt％、0.17wt％、0.172wt％或0.175wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]引入Mo元素能够提高钢体强度，同时在钢表面形成钝化膜提高抗腐蚀性，但Mo作为贵重合金含量不宜过高。
[0022]所述管坯中Al的质量百分含量为0.016
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0.017wt％，例如可以是0.016wt％、0.0162wt％、0.0165wt％、0.0168wt％或0.017wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]Al元素为细化晶粒元素，含量过高容易产生非金属夹杂物，对钢体疲劳寿命带来不利影响。
[0024]优选地，所述管坯中Cr+Mo的总质量百分含量为1.132
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管坯，其特征在于，以质量百分含量计，所述管坯的化学成分包括：C 0.322
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0.329wt％，Si 0.25
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0.26wt％，Mn 0.617
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0.623wt％，Cr 0.965
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0.976wt％，Mo 0.165
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0.175wt％，Al 0.016
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0.017wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的管坯，其特征在于，所述管坯中Cr+Mo的总质量百分含量为1.132
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1.148wt％；优选地，以质量百分含量计，所述不可避免的杂质中：P 0.006
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0.007wt％，S 0.0017
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0.0021wt％。3.一种如权利要求1或2所述管坯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：配方量高炉铁水依次经转炉冶炼、LF精炼、VD真空、连铸、加热、轧制以及精整得到所述管坯。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述转炉冶炼的终点中铁水的化学成分包括：C 0.08
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0.12wt％，P≤0.015wt％，S≤0.025wt％；优选地，所述转炉冶炼后与合金原料混合进行放钢；优选地，所述合金原料包括硅锰、硅铁、高碳铬铁、钼铁以及铝锭；优选地，以质量百分含量计，所述放钢后钢水的化学成分包括：Si0.16
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0.22wt％，Mn 0.47
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0.53wt％，Cr 0.82
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0.88wt％，Mo 0.16
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0.18wt％，Al0.025
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0.035wt％；优选地，所述放钢的温度≥1620℃。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述LF精炼的造渣过程包括通电并投料；优选地，所述通电中第一电极通电时间≥15min；优选地，所述投料中第一投料加入石灰、铝粉、碳化硅以及碳粉；优选地，所述通电中第二电极通电时间≥10min；优选地，所述投料中第二投料加入铝粉、碳化硅以及碳粉；优选地，所述投料中其余投料加入碳化硅；优选地，所述LF精炼的总时间≥45min；优选地，所述LF精炼的白渣保持时间≥15min；优选地，以质量百分含量计，所述LF精炼后钢水的化学成分包括：C0.29
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0.31wt％，Si 0.22
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0.26wt％，Mn 0.51
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0.55wt％，Cr 0.86
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0.9wt％，Mo0.16
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0.18wt％，Al 0.01
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0.02wt％。6.根据权利要求3
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述VD真空的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增平，冷永磊，尹修刚，高翔，冯毅，王洁锋，李先鹏，崔红军，
申请(专利权)人：承德建龙特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：