本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種高強韌性滲碳空冷掘進(jìn)工具用鋼，同時還涉及該高強韌性滲碳空冷掘進(jìn)工具用鋼的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：
鑿巖釬具為細(xì)長桿件，直接進(jìn)行液體淬火容易導(dǎo)致變形嚴(yán)重?zé)o法使用，因此重型釬桿制造均采用低碳合金鋼加工成形后進(jìn)行滲碳風(fēng)冷淬火、低溫回火以降低淬火變形。在表面滲碳層獲得馬氏體、心部獲得馬氏體加貝氏體作為最終使用組織。然而這類鋼目前大多采用低碳Ni-Cr系鋼，它具有性能穩(wěn)定，強韌性優(yōu)良，缺口敏感性低、滲碳后表層碳濃度梯度平緩等優(yōu)點。但較高的Ni含量導(dǎo)致材料成本顯著增加，同時這類材料滲碳后表層顯微組織較粗大，這對提高釬桿的疲勞壽命不利。為此有人采用低成本的Si--Mn--Mo系低中碳貝氏體鋼來代替Ni-Cr系鋼以降低成本，這類鋼滲碳后在適當(dāng)空冷冷速條件下，可以獲得高的強韌性，其空冷淬透性良好，整個截面上可以獲得均勻的貝氏體組織。但Si-Mn-Mo-稀土系空冷貝氏體鋼在大尺寸構(gòu)件心部空冷條件下，易于出現(xiàn)先共析鐵素體和島狀貝氏體甚至島狀組織，從而大幅降低了空冷條件下的強韌性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供的一種能增加韌性和塑性，使材料和掘進(jìn)工具等構(gòu)件具有最佳強韌性配合，顯著延長掘進(jìn)工具使用疲勞壽命的高強韌性滲碳空冷掘進(jìn)工具用鋼。本發(fā)明的另一目的在于提供該高強韌性滲碳空冷掘進(jìn)工具用鋼的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的一種高強韌性滲碳空冷掘進(jìn)工具用鋼，其成分重量百分比如下：C：0.1-0.40%，Si：0.7-1.3%，Mn:1.7-2.4%，Mo：0.1-0.3%，V：0.04-0.2%，Cr：0.70-2.0%，稀土元素Ce、La：0.001-0.02%，余量鐵。一種高強韌性滲碳空冷掘進(jìn)工具用鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：（1）上述配比的材料經(jīng)冶煉成錠坯經(jīng)1100℃鍛軋成材，再經(jīng)900℃加熱后空冷：1-100℃/min冷速獲得貝氏體組織，100-200℃/min冷速獲得貝氏體+馬氏體組織；經(jīng)100-300℃回火；（2）該鋼經(jīng)900-920℃滲碳后在10-200℃/min冷速下常規(guī)空冷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的有益效果，從以上技術(shù)方案可知：本發(fā)明是在Si-Mn-Mo-稀土基礎(chǔ)上添加合金元素Cr，同時添加Cr與稀土合金元素具有以下重要作用：一是細(xì)化晶粒和細(xì)化組織共同作用效果高于單獨稀土元素Ce和La和無稀土的Si-Mn-Mo-Cr系貝氏體鋼，細(xì)化空冷過程中貝氏體組織和馬氏體組織，使材料強韌性顯著提高。二是推遲該鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變海灣區(qū)，增加了貝氏體相變孕育區(qū)，降低貝氏體轉(zhuǎn)變Bs點，更傾向于獲得性能優(yōu)異的過渡形態(tài)細(xì)化的束狀或者針狀貝氏體組織；這就大幅提高了該鋼的空冷獲得貝氏體組織的淬透性，可以在直徑100mm條件下，獲得過渡形態(tài)貝氏體。三是滲碳過程中與碳結(jié)合形成Cr系碳化物，促進(jìn)工件表層對活性碳原子的吸附，提高表面碳濃度，形成高碳濃度梯度，增加了滲碳速率，提高了表面硬度。同時提升材料的表面滲層壓應(yīng)力，有利于提高掘進(jìn)工具的抗疲勞裂紋擴展能力；四是在保證滲層表面有效硬度的前提下，Cr的加...