一種超高強(qiáng)度鑄鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高強(qiáng)度鑄鋼及其制造方法，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.04-0.06%、硅0.3-0.5%、錳0.04-0.06%、鈣0.4-0.7%、鈰0.003-0.004%、鎂0.2-0.3%、鉬0.7-0.8%、硼0.023-0.026%、鈮0.18-0.23%、鈦0.001-0.0032%、硫≤0.25%、磷0.03-0.04%、余量為鐵；本發(fā)明的鑄鋼材料中添加了鉬、硼、鈮和鈦合金元素，使鋼材具有良好強(qiáng)度、韌性及力學(xué)性能；本發(fā)明的生產(chǎn)工藝具有獨(dú)特的熱處理工藝，生產(chǎn)效率高、節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益好，適合于大規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的推廣價(jià)值。
【專利說明】一種超高強(qiáng)度鑄鋼及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合金鋼及其制造方法，特別涉及一種超高強(qiáng)度鑄鋼的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車的金屬配套零件，不僅在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與功能上有較高的要求，同時(shí)在機(jī)械加工 上同樣重要，這樣的要求不僅是滿足汽車使用上的基本條件，同時(shí)也是安全可靠延長使用 壽命的保障。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)汽車配件的鋼材為普通的中低含量合金鋼，因這些汽車金屬配 件在使用功能上一般是頻繁的運(yùn)動部件，磨損率很高，更換頻繁，增加了維護(hù)成本；尋找到 一種提高硬度和耐磨性能，同時(shí)零件表面耐熱性能高的中低含量的合金鋼就顯的非常重 要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種超高強(qiáng)度鑄鋼的制造方法。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 超高強(qiáng)度鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0.04-0. 06%、硅 0· 3-0. 5%、錳 0· 04-0. 06%、鈣 0· 4-0. 7%、鈰 0· 003-0. 004%、鎂 0· 2-0. 3%、鑰 0· 7-0. 8%、硼 0· 023-0. 026%、鈮 0· 18-0. 23%、鈦 0· 001-0. 0032%、硫彡 0· 25%、磷 0· 03-0. 04%、余量為鐵。
[0006] 超高強(qiáng)度鑄鋼的制造方法，包括以下步驟： (1) 將硅鐵、錳鐵與廢鐵按1 :4-5:2.8-3. 5比例投入真空感應(yīng)爐中熔化，再加入廢 鋼，作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧；然后依次加入鑰、硼、鈮和鈦合金元素合金化，所 述的各合金元素加入量為其配方中各自質(zhì)量百分比的1/2-3/5,控制感應(yīng)爐中壓強(qiáng)為 0. 0003-0. 0005Mpa，加熱溫度至1280-1420°C，熔融后熱軋，冷卻后制成鋼坯； (2) 將步驟（1)的鋼坯放入電弧爐中熔化至熔融狀態(tài)，保溫2-4h，然后向其中加入剩 余量的鑰、硼、鈮和鈦各合金元素，攪拌均勻，保溫20-30分鐘，再向其中加入其它剩余合金 元素，在1430-1550°C精煉30-50min，保溫20-30min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化 15-20min，鑄造成型，出鋼溫度為1430-1480°C ; (3) 對步驟（2)中的成型件進(jìn)行鍛造，開鍛溫度彡970°C，終鍛溫度彡725°C，鍛造變 形量> 22%，鍛造后將鑄件自然冷卻至600-650°C，然后用液氮?dú)饣姆椒▽﹁T件進(jìn)行冷處 理，冷處理溫度為0-50°C，冷處理保溫時(shí)間為30-50分鐘最后風(fēng)冷至室溫即可。
[0007] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明的的鑄鋼材料中添加了鑰、硼、銀和鈦合金元素，使鋼材具有良好強(qiáng)度、韌性及 力學(xué)性能；本發(fā)明的生產(chǎn)工藝具有獨(dú)特的熱處理工藝，生產(chǎn)效率高、節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益好， 適合于大規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的推廣價(jià)值。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 實(shí)施例1 :超高強(qiáng)度鑄鋼，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳0. 05%、硅 0· 4%、錳 0· 05%、鈣 0· 5%、鈰 0· 0035%、鎂 0· 25%、鑰 0· 75%、硼 0· 025%、鈮 0· 2%、鈦 0· 002%、硫 彡0. 25%、磷0. 035%、余量為鐵。
[0009] 超高強(qiáng)度鑄鋼的制造方法，包括以下步驟： (1) 將硅鐵、錳鐵與廢鐵按1 :4. 5:3比例投入真空感應(yīng)爐中熔化，再加入廢鋼，作為鐵 基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧；然后依次加入鑰、硼、鈮和鈦合金元素合金化，所述的各合金元 素加入量為其配方中各自質(zhì)量百分比的1/2,控制感應(yīng)爐中壓強(qiáng)為0.0004Mpa，加熱溫度至 1350 C，溶融后熱乳，冷卻后制成鋼述； (2) 將步驟（1)的鋼坯放入電弧爐中熔化至熔融狀態(tài)，保溫2-4h，然后向其中加入剩余 量的鑰、硼、鈮和鈦各合金元素，攪拌均勻，保溫25分鐘，再向其中加入其它剩余合金元素， 在1540°C精煉40min，保溫25min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化15-20min，鑄造成 型，出鋼溫度為1430°C ; (3) 對步驟（2)中的成型件進(jìn)行鍛造，開鍛溫度彡970°C，終鍛溫度彡725°C，鍛造變形 量> 22%，鍛造后將鑄件自然冷卻至620°C，然后用液氮?dú)饣姆椒▽﹁T件進(jìn)行冷處理，冷 處理溫度為0_50°C，冷處理保溫時(shí)間為40分鐘最后風(fēng)冷至室溫即可。
[0010] 本發(fā)明制造的的鑄鋼試驗(yàn)數(shù)據(jù)：抗拉強(qiáng)度Ob彡1230MPa;屈服強(qiáng)度σ 0.2彡 1015MPa ;室溫沖擊韌性 a ku(42°C )彡 77J/cm2 ;低溫沖擊韌性 σ ku(_40°C )彡 33J/cm2 ; 硬度 HRC34-38。
【權(quán)利要求】
1. 一種超高強(qiáng)度鑄鋼，其特征在于：其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：碳 0· 04-0. 06%、硅 0· 3-0. 5%、錳 0· 04-0. 06%、鈣 0· 4-0. 7%、鈰 0· 003-0. 004%、鎂 0· 2-0. 3%、鑰 0· 7-0. 8%、硼 0· 023-0. 026%、鈮 0· 18-0. 23%、鈦 0· 001-0. 0032%、硫彡 0· 25%、磷 0· 03-0. 04%、 余量為鐵。
2. -種如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)度鑄鋼的制造方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將硅鐵、錳鐵與廢鐵按1 :4-5:2.8-3. 5比例投入真空感應(yīng)爐中熔化，再加入廢 鋼，作為鐵基質(zhì)來源；進(jìn)行脫硫、脫氧；然后依次加入鑰、硼、鈮和鈦合金元素合金化，所 述的各合金元素加入量為其配方中各自質(zhì)量百分比的1/2-3/5,控制感應(yīng)爐中壓強(qiáng)為 0. 0003-0. 0005Mpa，加熱溫度至1280-1420°C，熔融后熱軋，冷卻后制成鋼坯； (2) 將步驟（1)的鋼坯放入電弧爐中熔化至熔融狀態(tài)，保溫2-4h，然后向其中加入剩 余量的鑰、硼、鈮和鈦各合金元素，攪拌均勻，保溫20-30分鐘，再向其中加入其它剩余合金 元素，在1430-1550°C精煉30-50min，保溫20-30min后取樣，分析成分后，調(diào)整成分，熔化 15-20min，鑄造成型，出鋼溫度為1430-1480°C ; (3) 對步驟（2)中的成型件進(jìn)行鍛造，開鍛溫度彡970°C，終鍛溫度彡725°C，鍛造變 形量> 22%，鍛造后將鑄件自然冷卻至600-650°C，然后用液氮?dú)饣姆椒▽﹁T件進(jìn)行冷處 理，冷處理溫度為0-50°C，冷處理保溫時(shí)間為30-50分鐘最后風(fēng)冷至室溫即可。
【文檔編號】C22C33/04GK104195462SQ201410353321
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】梁曉燕 申請人:安徽廣源科技發(fā)展有限公司