一种曲轴用非调质钢及其加工工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115354229A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202211043012.3C22C38/14(2006.01)(22)申请日2022.08.29C22C33/06(2006.01)C21C7/06(2006.01)(71)申请人西安建筑科技大学C21C7/00(2006.01)地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路C21C7/072(2006.01)13号B22D11/22(2006.01)(72)发明人李小明缪德军邱国兴蔡明冲C21D1/84(2006.01)杜青杨永坤崔雅茹B21J5/00(2006.01)(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师李鹏威(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/60(2006.01)C22C38/12(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种曲轴用非调质钢及其加工工艺(57)摘要本发明公开了一种曲轴用非调质钢及其加工工艺，在高炉铁水出钢过程中，利用硅锰合金粗脱氧合金化，得到初炼钢液；将初炼钢液进行LF精炼，调整钢液温度为1595～1630℃后采用含钛脱氧剂精脱氧，再喂纯钙线深脱S；然后喂入钇基稀土包芯线精炼，并吹CO2和N2的混合气体，之后加入钒氮合金，精调氮含量至目标成分；最后喂入纯硫线调整S含量至曲轴用非调质钢目标成分，纯硫线溶解均匀后得到精炼钢液；进行保护浇铸并进行电磁搅拌，缓冷至室温得到原始铸坯；对原始铸坯进行锻造、轧制，得到最终轧材。本发明能够有效控制中硫非调质钢硫化物形貌与分布，并使其在轧制过程中不易变形，同时避免生成脆性Al2O3夹杂，进一步提高钢的强度和韧性。CN115354229ACN115354229A权利要求书1/2页1.一种曲轴用非调质钢，其特征在于，按质量百分比计，包括：C：0.38％～0.45％，Si：0.25％～0.45％，Mn：1.2％～1.5％，S：0.01％～0.05％，V：0.10％～0.18％，Y：0.015％～0.035％，Ti：0.03％～0.07％，P：≤0.03％，O：≤0.0012％，N：0.010％～0.013％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种曲轴用非调质钢，其特征在于，所述曲轴用非调质钢析出强化值X＝100×(γ+WV+WTi+WN)，0.95≤X≤1.35，其中，γ＝WC+WSi/10+WMn/6+1.45WTi+1.8WV；式中WC、WSi、WMn、WV、WTi、WN分别为所述曲轴用非调质钢中C、Si、Mn、V、Ti和N元素的质量分数。3.根据权利要求1所述的一种曲轴用非调质钢，其特征在于，所述曲轴用非调质钢中包括以Y2O3为核心外部包裹MnS的复合Y‑Mn‑O‑S类硫化物或以Ti2O3为核心外部包裹MnS的复合Ti‑Mn‑O‑S类硫化物；所述曲轴用非调质钢中硫化物等效直径≤5μm的占90％以上，数量为2×1013～5×1013个/m3，宽径比≤9的占总数量的比例在80％以上，其中含Y复合氧硫化物占总氧硫化物数量的比例不小于3/4。4.权利要求1‑3任意一项所述的曲轴用非调质钢的制备方法，其特征在于，包括如下过程：将高炉铁水进行粗炼，粗炼出钢温度为1625～1655℃，出钢过程中加入硅锰合金粗脱氧合金化，得到初炼钢液；将初炼钢液进行LF精炼，调整钢液温度为1595～1630℃后采用含钛脱氧剂精脱氧，再喂纯钙线深脱S至0.002％以下；然后喂入钇基稀土包芯线精炼，并吹CO2和N2的混合气体，8～12min后加入钒氮合金，精调氮含量至目标成分；最后喂入纯硫线调整S含量至曲轴用非调质钢目标成分，纯硫线溶解均匀后得到精炼钢液；将精炼钢液进行保护浇铸，浇铸过程中进行电磁搅拌，浇铸完成后缓冷至室温得到原始铸坯；对原始铸坯进行锻造、轧制，得到最终轧材。5.根据权利要求4所述的所述的曲轴用非调质钢的制备方法，其特征在于，所述硅锰合金中，Mn/Si质量比为0.8～1.2；将硅锰合金分两批加入，第一批在出钢20％～30％时加入60％～70％的硅锰合金，第二批在出钢65％～80％时全部加完；利用硅锰合金粗脱氧合金化时，粗脱氧至0.030％～0.045％。6.根据权利要求4所述的所述的曲轴用非调质钢的制备方法，其特征在于，所述含钛脱氧剂采用海绵钛和钛铁，其中，钛铁的比例为海绵钛和钛铁总质量的20％～30％；含钛脱氧剂加入量通过下式计算：MTi＝1000m[((0.03％～0.045％)‑XO)×2/3+XN+XS]/[(99％×(70％～80％)+(20％～30％)×70％)×80％]其中，MTi含钛脱氧剂的加入量，单位k