一种锰硼系低碳微合金高强度非调质钢及其生产方法，其化学成分重量百分比为：C：0.17～0.25％、Si：0.80～1.20％、Mn：1.60～2.50％；V：0.08～0.15％、Nb：0.015～0.10％、Ti：0.01～0.06％、Al：0.015～0.05％：B：0.0005～0.005％、其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素的总量低于0.05％。本发明专利技术钢中不需添加冶炼过程中难于控制的N、RE、Ca、Zr等元素，取消调质热处理工序，从而简化其生产工艺，提高生产效率，降低生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金钢领域，主要涉及一种。
技术介绍
近年来，随着汽车行业的迅猛发展，对汽车零部件用钢的需求量越来越大，对其性能要求也越来越高。35CrMo>40CrMnMo等广泛用于汽车轴类件,这类轴类件必须经调质处理后才能使用，要求性能指标达到Rm彡980MPa,Rp0.2彡785MPa，A5 ^ 10%,Z ^ 45%以上，这种工艺能耗高，工序多，导致生产成本高，有时不可避免要产生变形、开裂、氧化和脱碳等缺陷。而非调质钢因具有简化生产工艺，较少变形开裂，从而降低能耗和生产成本等优点而受世界各国的重视，得到迅速发展和应用，非调质钢在汽车行业的广泛应用也成为提高汽车市场竞争力的一个重要途径。本专利技术的目的是提出一种轧后空冷，不需任何热处理，即可得到抗拉强度Rm彡IOOOMPa, A5 ^ 15%, Z ^ 50%以上，成本较低的Mn-B系低碳微合金贝氏体非调质钢，以满足汽车行业对零部件性能日益提高的要求。其特点是使用廉价的C、Mn、 Si等元素，添加微量的V、Ti、Nb、B等元素取代调质钢中的Cr、Ni、Mo等贵重元素，可应用于制造轴类、连杆、高强度标准件等零部件。现有有关Mn-B系低碳微合金非调质钢均通过加入一定量的Cr，有的还添加一定量的Ni、Mo来提高强韧性，这必然会增加合金的制造成本。又如中国专利公开号 CN1657643A是通过添加Cu元素来提高钢的强度及低温韧性，但在热加工过程中会产生Cu 的热脆性。又如中国专利公开号CN1657643A、CN101597716A、CN101568661A专利技术中对钢中气体N含量有一定的控制范围要求，增加了冶炼难度。又如中国专利公开号CN1477226A、 CN101597716A要求钢中添加RE、Ca、Zr等一种或一种以上的合金元素，使制造工艺复杂，生产成本增加。如表I所示。表I 单位Wt %专利公开号CSiMnGNiMoVAlTiNbBCuNmodzxCNl 657643 A0.10 /0.250.05 /1.000.50 /2.500.40 /1.500.05 /1.500.05 /1.500.02 /0.300.003 /0.100.005 /0.200.005 /0.200.0003 /0.010.05 /1.50.001 /0.02-CNI477226 A0.15 /0.340.20. /2.501.80 θ.00<2.0 O<1.0 O<0.50<0.1 I-<).12<0.12<0.004 O--Ca<0.10 RE<0.50CN 101597716A0.06 /0.15< 0.201.80 /2.400.10 /0.50---0.005 0.050.01 /0.100.01 /0.100.0005 /orn-om /0.01RE: 0.005撕 Zr0.01A).lCN 101568661A0.10 /0.200.10 /0.501.0 /3.00.10 /1.50-0.05/ 1.00.05/ 0300.1 /020.005 /0.030.05/ 0300.0005 /0.005-0.002 細8-本专利技术0.17 /0.250.80 /1.201.60 /2.50---0.08 /0.150.015 /0.050.01 /0.060.015 /0.100.0005 /0.005---
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，在保证钢的强韧性的前提下(Rm彡IOOOMPa, A5 ^ 15%, Z ^ 50% )，充分利用廉价的C、Si、Mn 等元素，添加微量的V、Ti、Nb、B等元素，降低贵重元素Cr、Ni、Mo、Cu的应用，且本专利技术钢中不需添加冶炼过程中难于控制的N、RE、Ca、Zr等元素，从而简化工艺，降低制造成本；而且，由于本专利技术钢种在轧后空冷就具备良好的综合性能，因此可以取消调质热处理工序，从而简化其生产工艺，提高生产效率，降低生产成本。为达到上述目的，本专利技术的的技术方案是本专利技术的锰硼系低碳微合金高强度非调质钢，其化学成分重量百分比为C:O.17 O. 25%, Si :0. 80 I. 20%, Mn :1. 60 2. 50% ；V :0. 08 O. 15%, Nb :0. 015 O.10%, Ti 0. 01 O. 06%, Al 0. 015 O. 05% ；B :0. 0005 O. 005%、其余为 Fe 和不可避免的杂质，杂质元素的总量低于O. 05%。在本专利技术的合金钢成分设计中C，是保证钢室温强度和淬透性所必需的成分，固溶强化作用显著，是保证在非调质状态下能够达到所需强度必不可少的元素，碳含量低于O. 15%时淬透性和强度不够，但 C含量过高则降低贝氏体转变温度，不利于贝氏体形成。优选C含量为O. 17 O. 25%。Si，加入钢中起到了脱氧和固溶强化的作用，且Si能抑制贝氏体中碳化物的析出，改变贝氏体的形态，提高贝氏体韧性。含量低于O. 80%效果不明显。当含量超过I. 20% 后，加工性和韧性恶化。优选Si含量为O. 80 I. 20%。Mn，是主要的强韧化元素，Mn可以提高淬透性并确保强度，且能提高V、Ti在奥氏体中的固溶度，增强其沉淀强化效果；Mn的加入将细化钢的组织，提高韧性。Mn能扩大奥氏体区，促进钢的中温组织转变，即获得贝氏体组织。若达到上述效果，Mn含量必须在I. 50% 以上，另一方面，若Mn含量过高，则钢的韧性降低。为此，优选的Mn含量为I. 60 2. 50%。Al，在钢中起到了脱氧和细化晶粒的作用。当加入量低于O. 01%时，效果不明显， 加入量超过O. 06%时会使铝系夹杂物颗粒增大，使力学性能变差。优选在O. 015 O. 05%。Ti，在钢中主要与C、N形成Ti (C，N)以提高强度，细小的Ti (C，N)可在加热过程中阻止奥氏体晶粒长大，细化组织，提高塑韧性。但其含量不能太高，否则Ti (C，N)颗粒粗大，不仅不能够有效阻止晶粒长大，而且会损害钢的韧性。另外Ti的加入可以避免BN的形成，充分发挥B的作用。一般Ti含量在O. 01 O. 06%范围。V，在钢中主要起沉淀强化作用，适量的V可提高钢的强度和塑性，V太高不会使强度明显增加，但会显著降低钢的塑韧性，如果V含量超过O. 15%，则韧性就降低很多。一般 V含量控制在O. 08 O. 15%范围。Nb，在钢中可以与C结合，生成少量NbC并溶入其他合金碳化物中增加材料的稳定性，并细小均匀分布，抑制动态再结晶，细化晶粒，从而对钢的强韧化产生影响，可以增加钢的淬透性。本专利技术选择在O. 015-0. 1%范围。B,固溶于基体中强烈推迟钢的中温组织转变，B的加入将使钢在很宽的冷速范围内得到贝氏体，也可增大Nb对钢淬透性的影响，因而B的加入可使低碳当量的钢获得高强度。为了发挥上述效果，B的含量必须为O. 0005%以上，但当其含量高于O. 005%时会形成碳化物，故贝氏体非调质钢中B含量一般控制在O. 0005 O. 005%范围。本专利技术钢成分设计的特点是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田玉新，张景海，郭军霞，顾雄，赵肃武，童英豪，张玩良，周小弟，徐传兵，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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