一种低合金高强高韧钢的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料领域，尤其是涉及了一种低合金高强高韧钢及其生产方法。
【背景技术】
[0002]低合金钢由于其优异的力学性能以及相对较低的生产和使用成本，在工程机械领域被广泛应用；目前使用最多的钢材种类，抗拉强度通常在100MPa以下，且其冲击功较低，难于适应日益严酷的使用工况；因此，需要在保持高强度水平的前提下，进一步提高低合金钢的塑韧性，特别是低温条件下的冲击韧性，从而使低合金钢能够在较低的温度下使用。
[0003]现有技术中，公开了一种强韧性低合金结构钢及其生产方法，该低合金结构钢内含有Cr、N1、Mo、Cu、V、Nb等合金元素；且采用转炉初炼、LF炉精炼、连铸的生产工艺，并在经过淬火+高温回火调质热处理后，使得其抗拉强度可大于等于750MPa，且-40°C低温冲击韧性Akv ^ 150J，经过渗碳化学热处理后，可用于制造各种高强度高韧性的耐磨机械传动零件和部件。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题:
1)材料为铸造状态，如果工艺控制不好的话，则可能存在铸造缺陷，并影响性能；
2)碳含量较高，只能单方面的提高强度，可能会使塑韧性受到相应的影响；3)强度级别不够，耐磨性能受到影响。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种低合金高强高韧钢及其生产方法，该低合金钢具有高强度和高韧性。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
一种低合金高强高韧钢，包括:0.21wt%? 0.35wt %的C元素；0.4wt %?
0.6界1:%的Si元素；1.2wt%?1.5界1:%的Mn元素；0.7wt%?1.3界1:%的Cr元素；
0.7wt%?1.3wt%K Ni元素；0.25wt%? 0.5wt%& Mo元素；余量为Fe和不可避免的杂质。
[0007]进一步，0.23wt%?0.25wt%& C 元素，0.50wt%? 0.55wt%& Si 元素，
1.3wt%?1.5界1:%的 Mn 兀素，I wt%?1.2界1:%的 Cr 兀素，0.60wt%?0.90界1:%的Ni元素，0.30wt%?0.50界1:%的Mo元素。
[0008]进一步，所述低合金高强高韧钢还包括:0.0005wt%? 0.01wt%的稀土元素。
[0009]一种低合金高强高韧钢的生产方法，包括:
铸造工序:将上述的低合金高强高韧钢的成分和含量进行铸造，得到低合金钢铸锭；锻造工序:将上述低合金钢铸锭进行锻造，且开坯锻造加热温度为1250°C?1300°C，终锻温度为800°C?1000°C，每火次变形量不小于40% ；
热处理工序:将上述锻造成型的锻件升温至950°C?1000°C进行正火，经过正火处理后升温至930°C?950°C进行淬火，经过淬火处理后升温至620°C?650°C进行高温回火，得到低合金高强高韧钢。
[0010]进一步，所述正火的保温时间为2?4小时，所述淬火的保温时间为I?2小时，所述高温回火的保温时间为3?5小时。
[0011]本发明合金元素含量较低，且采用普通电弧炉熔炼，制造和处理工艺相对较简单;而且低合金高强高韧钢具有高强度和高韧性，适用于需要高强度和高韧性的情况下使用，其特别适合于新型现代的工程机械领域。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明作进一步说明:
本发明提供一种低合金高强高韧钢，通过控制化学元素的含量，以实现屈服强度100MPa级的低合金高强高韧钢；且该低合金高强高韧钢能够解决合金化学元素含量、材料成型工艺、增加强度级别等问题。
[0013]具体的，该低合金高强高韧钢包含:
0.21wt%? 0.35wt%W C 元素。
[0014]本发明实施例中，通过适当的降低C元素的含量，且将C元素含量控制在
0.23wt%? 0.25被％的范围内，从而降低该低合金高强高韧钢的淬裂敏感性。
[0015]本发明实施例中，一种优选的C元素的含量为:低合金高强高韧钢中包含
0.21wt%? 0.35wt%W C 元素。
[0016]0.30wt%?0.70界1:%的 Si 兀素。
[0017]本发明实施例中，由于Si元素是脱氧所需的元素，因此通过将Si元素含量控制在0.4wt%? 0.6被％%的范围内，从而可以改善低该合金高强高韧钢的抗氧化性以及抗腐蚀性。
[0018]本发明实施例中，一种优选的Si元素的含量为:低合金高强高韧钢中包含
0.50wt%? 0.55wt wt %的 Si 兀素。
[0019]1.2wt%?1.5界1:%的 Mn 兀素。
[0020]本发明实施例中，由于Mn元素是脱氧和脱硫所需的元素，因此通过将Mn元素含量控制在1.2wt%? 1.5wt范围内，从而可以提高该低合金高强高韧钢的硬度，并改善淬火性能。
[0021]本发明实施例中，一种优选的Mn元素的含量为:低合金高强高韧钢中包含
1.3wt%?1.5界1:%的Mn兀素。
[0022]0.7wt%?1.3界1:%的 Cr 元素。
[0023]本发明实施例中，通过将Cr元素含量控制在0.7wt%? 1.3wt%的范围内，以提高淬火性和抗回火软化能力，同时避免碳化物粗化而导致的韧性降低。
[0024]本发明实施例中，一种优选的Cr元素的含量为:低合金高强高韧钢中包含Iwt%?1.2wt的Cr元素。
[0025]0.7wt%?1.3界1:%的 Ni 兀素。
[0026]本发明实施例中，由于Ni是一种奥氏体形成单元，能够提高强度而且又保持良好的塑性和韧性，但过多则会影响延展性，因此将Ni元素含量控制在0.60wt%?0.90wt%的范围内。
[0027]本发明实施例中，一种优选的Ni元素的含量为:低合金高强高韧钢中包含
0.7wt%?1.3界1:%的Ni元素。
[0028]0.20wt%?0.60?^%的 Mo 元素。
[0029]本发明实施例中，通过将Mo元素含量控制在0.25wt%? 0.5wt%&范围内，细化钢的晶粒，并以碳化物的形式析出，从而提高低合金高强高韧钢的强度，同时与Si元素结合提高抗腐蚀性和抗氧化性。
[0030]本发明实施例中，一种优选的Mo元素的含量为:低合金高强高韧钢中包含0.30wt%?0.50界1:%的 Mo 兀素。
[0031]优选的，该低合金高强高韧钢中还包括0.0005wt%? 0.01wt%的稀土元素。
[0032]本发明实施例中，通过添加少量稀土元素，从而细化晶粒，并变质夹杂物，提高综合性能。
【主权项】
1.一种低合金高强高韧钢的生产方法，其特征在于，包括: 铸造工序:将低合金高强高韧钢的成分和含量进行铸造，得到低合金钢铸锭； 锻造工序:将上述低合金钢铸锭进行锻造，且开坯锻造加热温度为1250°C?1300°C，终锻温度为800°C?1000°C，每火次变形量不小于40% ； 热处理工序:将上述锻造成型的锻件升温至950°C?1000°C进行正火，经过正火处理后升温至930°C?950°C进行淬火，经过淬火处理后升温至620°C?650°C进行高温回火，得到低合金高强高韧钢。2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述正火的保温时间为2?4小时，所述淬火的保温时间为I?2小时，所述高温回火的保温时间为3?5小时。
【专利摘要】本发明公开了一种低合金高强高韧钢的生产方法，包括：铸造工序：将所述的低合金高强高韧钢的成分和含量进行铸造，得到低合金钢铸锭；锻造工序：将低合金钢铸锭进行锻造，且开坯锻造加热温度为？1250℃～1300℃，终锻温度为？800℃～1000℃，每火次变形量不小于？40％；热处理工序：将上述锻造成型的锻件升温至？950℃～1000℃进行正火，经过正火处理后升温至？930℃～950℃进行淬火，经过淬火处理后升温至？620℃～650℃进行高温回火，得到低合金高强高韧钢。本发明实施例中，该低合金高强高韧钢具有高强度和高韧性。
【IPC分类】C21D8/00, C22C38/44
【公开号】CN105624380
【申请号】CN201410672080
【发明人】钟传梅
【申请人】重庆市贵坤机械有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月22日