本发明属于冶金，具体涉及一种高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法。
背景技术：
1、sae4140v是一种以铬和钼为强化元素的低合金钢，具有良好的强度和韧性、延展性、焊接性和切削加工性，其典型用途是用于时速120公里和谐5型(hxn5)高速重载内燃机车发动机曲轴的制造。
2、sae4140v曲轴长期承受周期性变化的燃气冲击、往复运动的惯性和旋转离心扭曲等复杂的交变载荷和磨损，因此要求钢材具有很高的成分及性能均匀性、高洁净度、高致密性、高强韧性及高热处理稳定性，尤其不允许出现波纹状偏析。
3、波纹状偏析是电渣钢成分上的区域偏析，它出现的部位不一，或在钢棒的端部，或在钢棒的中部或贯穿钢棒整体，且愈向钢棒横截面中心波纹愈不清楚，多存留在钢棒的外缘上，波纹状偏析对钢的横向性能有一定的影响。
4、波纹状偏析导致曲轴连杆颈表层部位基体出现明显的成分偏析，使得显微组织不均匀，棒状原料的偏析在模锻时沿着金属流动方向发生转动，偏析流线“遗传”至终态连杆颈表层而造成显微组织和化学成分的不均匀，进而导致磁导率的差异而出现磁痕显示，造成磁粉探伤不合格。
5、高速重载内燃机车发动机曲轴使用过程中发生断裂失效的大量案例中，很多是由于波纹状偏析引起的疲劳断裂，约占曲轴失效总数的80％。有断裂位置发生在连杆轴颈处的分析表明，断裂系由疲劳引起，在疲劳裂纹源附近存在的成分偏析是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。有在应力集中最为严重的曲拐与扇板过渡“r”部位产生裂纹源，发生疲劳断裂，是由于波纹状偏析产生的材质不均匀、硬度不均匀、组织不均匀所致。
6、因此，研发一种高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法，消除容易导致曲轴疲劳断裂失效的波纹状偏析，实现高速重载内燃机车曲轴用钢的成分均匀性、组织均匀性、性能均匀性，保障曲轴使用过程的安全性，为高速重载内燃机车曲轴用钢国产化创造条件，促进国内大功率内燃机车的发展应用，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法，包括如下工序：
2、(一)电炉冶炼工序
3、原料采用铁水+优质废钢，铁水占比控制为＞70％，电炉出钢禁下氧化渣，控制电炉出钢一次控c为0.20％～0.25％、钢中p含量控制为[p]≤0.010％、电炉出钢温度控制为1640～1665℃；
4、(二)lf精炼工序
5、采用高碱度高al2o3含量的无钙精炼渣深脱氧脱硫，钢中o含量控制为[o]≤0.0015％，钢中s含量控制为[s]≤0.002％、精炼渣碱度控制为cao/sio2＝7～8、精炼渣中al2o3含量控制为28％～40％；
6、(三)vd精炼工序
7、在高真空度下保持时间控制为16～20分钟，在线定氢，钢中h含量控制为[h]≤1.5ppm，钢中ca含量控制为[ca]＝(5～12)×10-4％，氩气软搅拌时间控制为15～20分钟；
8、(四)模铸工序
9、采用氩气保护浇注，低温快注，然后钢锭红送、脱膜、入缓冷坑冷却，其中，浇注温度控制为1540～1550℃，浇注过热度控制为50～55℃，每炉钢液分多盘浇注，每盘多支锭，锭身浇注速度控制为0.56～0.60t/min，冒口浇注速度控制为0.08～0.11t/min，模铸采用的锭模锥度为3.8％、高宽比为2.0、冒容比为12.5％；
10、(五)电渣重熔工序
11、将模铸工序中制得的电极坯通过熔渣电阻热进行二次重熔精炼，电渣熔速控制为640～660kg/h。
12、作为一种具体实施方式。在上述高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法中：
13、在电炉冶炼工序中，以铁水69.90吨、废钢15.3吨为原料电炉装料，吹氧熔化，造泡沫渣，降碳去磷，熔清化学成分为c＝0.21％、si＝0.04％、mn＝0.05％、p＝0.008％、s＝0.022％、cr＝0.04％、mo＝0.005％、cu＝0.01％，电炉出钢，钢水温度1665℃，出钢随钢流加入石灰460kg、合成渣400kg、硅锰655kg、钼铁206kg、高铬1000kg、铝丸253kg；
14、在lf精炼工序中，进lf工位，送电化渣，调渣、调成分，加入高铝精炼渣580kg、高锰249kg、硅铁61kg、高铬544kg、微铬207kg、钼铁310kg、钒铁103kg、铝丸100kg，取样分析钢水成分为：c＝0.42％、si＝0.30％、mn＝0.87％、p＝0.010％、s＝0.001％、cr＝1.01％、cu＝0.01％、al＝0.052％、mo＝0.28％、v＝0.08％，lf出站，钢水温度为1660℃；
15、在vd精炼工序中，进vd工位，抽真空至真空度60pa，保持17分钟，钢中h含量控制为[h]＝0.5ppm，钢中ca含量控制为[ca]＝7×10-4％，氩气软搅拌时间控制为20分钟，钢包加入覆盖剂出站，vd出站钢水成分为：c＝0.42％、si＝0.29％、mn＝0.85％、p＝0.010％、s＝0.001％、cr＝1.14％、cu＝0.01％、al＝0.021％、mo＝0.30％、v＝0.08％；
16、在模铸工序中，进模铸工位，钢水温度1546℃，模铸锭型为5.6t电极坯，每炉钢液分三盘浇注，第一盘6支锭，锭身浇注9分05秒，帽口浇注6分35秒；第二盘6支锭，锭身浇注8分22秒，帽口浇注8分4秒；第三盘2支锭，锭身浇注8分52秒，帽口浇注5分15秒，钢锭红送、脱膜、入缓冷坑冷却24小时10分钟；
17、在电渣重熔工序中，清理电极坯表面氧化皮、锯齐头部，电渣重熔炉送电，渣料为caf2:al2o3＝70:30，电渣平均熔速为653kg/h，电渣重熔完毕后电渣锭罩冷。
18、本发明的高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法具有如下优点和有益效果：
19、本发明有效解决了高速重载内燃机车曲轴用sae4140v钢电渣后低倍组织易出现的波纹状偏析，波纹状偏析达到0级，宏观纯净度为0级，ds类夹杂0级，a、b、c、d细系平均≤0.5级，实现了高速重载内燃机车曲轴用钢的成分均匀性、组织均匀性、性能均匀性，可以保障曲轴使用过程的安全性，为高速重载内燃机车曲轴用钢国产化创造了有利条件，有助于促进国内大功率内燃机车的发展应用。
1.一种高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法，其特征在于，包括如下工序：
2.如权利要求1所述的高速重载内燃机车曲轴用sae4140v圆锭的制备方法，其特征在于：