一種鍛件合金鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍛件合金鋼，所述合金中含有下列成分：按重量計，碳(C)的含量為0.4～0.45%、錳(Mn)的含量為0.5～1%、硅(Si)的含量為1～1.5%、鉻(Cr)的含量為3～6%、鎳(Ni)的含量為1.5～3%、鉬(Mo)的含量為0.5～0.65%、鈮(Nb)的含量為0.01～0.1‰、硫(S)的含量小于0.002%、磷(P)的含量小于0.005%。通過改進(jìn)合金鋼中微量元素的成分及含量，以及改進(jìn)鍛件合金鋼的制造工藝，以達(dá)到提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強(qiáng)度合金鋼鍛件疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度比值的下降程度，同時提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的延遲斷裂強(qiáng)度的目的。
【專利說明】
一種鍛件合金鋼
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鍛件的合金鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，若提高零件的強(qiáng)度后，能夠達(dá)到零部件乃至整機(jī)的結(jié)構(gòu)輕量化，設(shè)備運(yùn)行高效化，節(jié)能等一系列效果，而提高鍛件的強(qiáng)度也能帶來明顯好處。由于鍛件的尺寸一般較大，生產(chǎn)過程具有特殊性，在一定程度上效果更顯著。
[0003]迄今為止，提高超高強(qiáng)度合金鋼性能的難點(diǎn)是提高動、靜疲勞性能。所謂動、靜疲勞性能，分別指動態(tài)疲勞性能，即通常的疲勞性能和延遲斷裂性能，即靜態(tài)疲勞性能。如眾所周知的抗拉強(qiáng)度超過一定值，通常為1200MPa，鋼的疲勞強(qiáng)度飽和或下降，疲勞強(qiáng)度值趨于離散。例如將低溫回火馬氏體鋼的抗拉強(qiáng)度由100MPa提高至1500Mpa，其107次的疲勞強(qiáng)度將由500MPa增加至700MPa，疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度的比值確由約0.5降低至約0.4。而對于超高強(qiáng)度大型鍛件而言，由于目前沒有辦法提高合金鋼軋材的所有工藝技術(shù)，尤其是難以實(shí)現(xiàn)加工中的熱處理技術(shù)，在提高動、靜疲勞性能的同時，仍需解決提高韌性的問題。該問題的解決有待本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步的探討、研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計一種用于鍛造的合金鋼，通過改進(jìn)合金鋼中微量元素的成分及含量，以及改進(jìn)鍛件合金鋼的制造工藝，以達(dá)到提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強(qiáng)度合金鋼鍛件疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度比值的下降程度，同時提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的延遲斷裂強(qiáng)度的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種鍛件合金鋼，所述合金中含有下列成分:按重量計，碳(C)的含量為0.4?0.45%、錳(Mn)的含量為0.5?1%、硅(Si)的含量為I?1.5%、鉻(Cr)的含量為3?6%、鎳(Ni)的含量為1.5?3%、鑰(Mo)的含量為0.5?0.65%、鈮(Nb)的含量為0.01?0.1 %。、硫(S)的含量小于0.002%、磷(P)的含量小于0.005%。
[0005]—種鍛件合金鋼的制造工藝,所述制造工藝包括冶煉工藝、鑄造工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，包括如下步驟:
在所述冶煉工藝中采用電弧爐，并結(jié)合精煉及真空脫氣工藝對所述合金鋼進(jìn)行冶煉；在所述鑄造工藝中將上述冶煉后的合金鋼采用氬(Ar)保護(hù)澆鑄工藝鑄造成棒料，同時將所述棒料直徑與長度的定型比控制在小于2的范圍內(nèi)；
所述鍛造工藝是對上述鑄造工藝中得到的鑄件再進(jìn)行鍛造處理，在所述鍛造工藝中選用雙向施力鍛壓機(jī)與操作機(jī)相配合對所述鑄件進(jìn)行鍛壓處理；
所述熱處理工藝是將上述鍛造后的工件經(jīng)過三重淬火處理后，然后再進(jìn)行回火處理的加工工藝。
[0006]進(jìn)一步，所述電弧爐為150噸的電弧爐，在所述電弧爐內(nèi)依次添加鐵水、廢鋼，或依次添加聞爐生鐵、廢鋼。
[0007]進(jìn)一步，在所述鍛造工藝中選用8000噸?15000噸的鍛壓機(jī)進(jìn)行鍛壓。
[0008]進(jìn)一步，所述鍛造工藝中在終鍛溫度以上較窄的范圍內(nèi)進(jìn)行鍛造，所述較窄的范圍為大于900°C到小于1000°C之間。
[0009]進(jìn)一步，所述三重淬火是將鍛造后的工件分別加熱到1000°C、950°C、880°C后迅速冷卻。
[0010]進(jìn)一步，將上述三重淬火后的所述鍛件再進(jìn)行亞臨界淬火處理。
[0011]進(jìn)一步，所述回火處理的回火溫度為300°C。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:通過上述技術(shù)方案的實(shí)施完全可以達(dá)到達(dá)到提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的韌性，減少超高強(qiáng)度合金鋼鍛件疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度比值的下降程度，同時提高超高強(qiáng)度合金鋼鍛件的延遲斷裂強(qiáng)度的發(fā)明目的。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
一種鍛件合金鋼，所述合金中含有下列成分:按重量計，碳(C)的含量為0.4?0.45%、錳(Mn)的含量為0.5?1%、硅(Si)的含量為I?1.5%、鉻(Cr)的含量為3?6%、鎳(Ni)的含量為1.5?3%、鑰(Mo)的含量為0.5?0.65%、鈮(Nb)的含量為0.01?0.1 %。、硫(S)的含量小于0.002%、磷(P)的含量小于0.005%。
一種鍛件合金鋼的制造工藝，所述制造工藝包括冶煉工藝、鑄造工藝、鍛造工藝和熱處理工藝，包括如下步驟:
在所述冶煉工藝中采用電弧爐，并結(jié)合精煉及真空脫氣工藝對所述合金鋼進(jìn)行冶煉；在所述鑄造工藝中將上述冶煉后的合金鋼采用氬(Ar)保護(hù)澆鑄工藝鑄造成棒料，同時將所述棒料直徑與長度的定型比控制在小于2的范圍內(nèi)；
所述鍛造工藝是對上述鑄造工藝中得到的鑄件再進(jìn)行鍛造處理，在所述鍛造工藝中選用雙向施力鍛壓機(jī)與操作機(jī)相配合對所述鑄件進(jìn)行鍛壓處理；
所述熱處理工藝是將上述鍛造后的工件經(jīng)過三重淬火處理后，然后再進(jìn)行回火處理的加工工藝。
[0014]進(jìn)一步，所述電弧爐為150噸的電弧爐，在所述電弧爐內(nèi)依次添加鐵水、廢鋼，或依次添加聞爐生鐵、廢鋼。
[0015]進(jìn)一步，在所述鍛造工藝中選用8000噸?15000噸的鍛壓機(jī)進(jìn)行鍛壓。
[0016]進(jìn)一步，所述鍛造工藝中在終鍛溫度以上較窄的范圍內(nèi)進(jìn)行鍛造，所述較窄的范圍為大于900°C到小于1000°C之間。
[0017]進(jìn)一步，所述三重淬火是將鍛造后的工件分別加熱到1000°C、950°C、880°C后迅速冷卻。
[0018]進(jìn)一步，將上述三重淬火后的所述鍛件再進(jìn)行亞臨界淬火處理。
[0019]進(jìn)一步，所述回火處理的回火溫度為300°C。
【主權(quán)項】
1.一種鍛件合金鋼，其特征在于，所述合金中含有下列成分:按重量計，碳(C)的含量為0.4?0.45%、錳(Mn)的含量為0.5?1%、硅(Si)的含量為I?1.5%、鉻(Cr)的含量為3?6%、鎳(Ni)的含量為1.5?3%、鑰(Mo)的含量為0.5?0.65%、鈮(Nb)的含量為0.0l?0.1%。、硫(S)的含量小于0.002%、磷(P)的含量小于0.005%。
【文檔編號】C22C38/48GK105986187SQ201510047022
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】趙偉
【申請人】重慶沁煌機(jī)械制造有限公司