发动机曲轴用非调质钢及其生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114182173A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111421418.6B22D11/22(2006.01)(22)申请日2021.11.26C21C7/06(2006.01)C21C7/10(2006.01)(71)申请人湖南华菱湘潭钢铁有限公司C22C33/06(2006.01)地址411101湖南省湘潭市岳塘区钢城路(72)发明人杨庚朝迟云广张群琥郑健刘建杨奇军沈锋(74)专利代理机构长沙新裕知识产权代理有限公司43210代理人李由(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/38(2006.01)B22D11/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称发动机曲轴用非调质钢及其生产方法(57)摘要发动机曲轴用非调质钢及其生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.35%~0.40%，Si=0.45%~0.70%，Mn=1.50%~1.70%，P≤0.020%，S=0.055~0.075%，Gr=0.25%~0.35%，Al=0.015%~0.035%，N=0.015%~0.019%，其余为Fe和不可避免的杂质。工艺步骤包括：（1）复吹转炉冶炼；（2）精炼；（3）真空脱气处理；（4）连铸。用本发明方法生产的发动机曲轴用非调质钢钢种省去了价格较为昂贵的V、Ni等微合金元素，以价格较低的Si、Mn合金元素为主，并加入少量较为经济的S、N、Al、Cr元素，配合特殊设计的冶炼和轧制生产工艺，生产的轧制圆钢产品的夹杂物含量低、硫化物分布均匀、晶粒细度达8级以上，产品性能一致性较好，满足乘用汽车高质量、高性能的要求。CN114182173ACN114182173A权利要求书1/1页1.发动机曲轴用非调质钢及其生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.35%~0.40%，Si=0.45%~0.70%，Mn=1.50%~1.70%，P≤0.020%，S=0.055~0.075%，Gr=0.25%~0.35%，Al=0.015%~0.035%，N=0.015%~0.019%，其余为Fe和不可避免的杂质；工艺步骤包括：（1）复吹转炉冶炼：铁水直接入炉，铁水和废钢总装入量145~155t，废钢占比大于30%，控制出钢温度1620~1650℃，终点活度氧含量210~350ppm，出钢过程加入350kg铝铁进行沉淀脱氧，加入300kg高铝精炼合成渣+400kg石灰进行渣洗，采用滑板挡渣控制下渣量，确保钢包顶渣厚度小于40mm；（2）精炼：LF炉精炼采用40kg铝粒+180kg碳化硅进行扩散脱氧，造渣量按12~13kg/吨钢控制，白渣保持时间30~40min，精炼升温≥1600℃时喂入800m硅氮线增氮；精炼脱氧完全后加入约200kg硅砂调整炉渣碱度，炉渣碱度按3.5~4.5控制，调渣完成后先喂50~60m纯钙线进行钙化处理，喂完钙线后软吹氩气5~8min后再喂硫磺线增硫，喂线速度需大于300m/min；（3）真空脱气处理：在RH真空度0.5tor以下保持时间12~15min，保真空全程环流吹氮气，破空后根据硫含量检测结果一次性喂入硫磺线调整到位，喂完硫线后先软吹氩气8min再喂80m纯钙线进行钙化处理，之后再软吹氩气12~18min上台浇注；（4）连铸：采用0.80m/min恒拉速浇钢，一冷水2800L/min，二冷比水量为0.34L/kg，结晶器电磁搅拌参数：电流250A、频率2.5HZ，铸坯断面280mm×280mm。2CN114182173A说明书1/4页发动机曲轴用非调质钢及其生产方法技术领域[0001]本发明属于冶金技术领域，涉及一种低成本发动机曲轴用非调质钢及其生产方法。背景技术[0002]传统发动机曲轴用钢加工锻件常规热处理是在锻件冷却到室温后，采用再加热重新奥氏体化后淬火+高温回火的处理工艺。而非调质钢则免去了锻件调质热处理的过程，不但显著节约能源，而且简化了锻件处理工艺，缩短炉生产周期。但是，为了使非调质钢产品性能达到或接近调质钢水平，非调质钢通常需要加入一定的V、Ni、Mo等微合金元素以起到细晶强化和析出强化的作用，这又会增加非调质钢的生产成本。[0003]以往的研究结果表明，钢中添加硫可阻止奥氏体晶粒长大，在同等条件下，含硫0.068％钢的奥氏体晶粒尺寸比含硫0.010％的钢小15～20μｍ；与含硫0.010％的钢相比，含硫0.068％的钢先共析铁素体形核速率高，长大速率低，先共析铁素体量较多，因而含硫0.068％的钢可获得细小弥散的铁素体+珠光体组织。由于S在钢中的溶解度特别小，一般都以硫化亚铁和硫