低合金高强度铸钢及其冶炼、热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102965588A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102965588A(43)申请公布日2013.03.13(21)申请号201210499290.X(22)申请日2012.11.29(71)申请人南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司地址213011江苏省常州市戚墅堰区五一路258号(72)发明人朱正锋徐海波张保松(74)专利代理机构常州市江海阳光知识产权代理有限公司32214代理人翁坚刚(51)Int.Cl.C22C38/44(2006.01)C21C5/52(2006.01)C21D1/28(2006.01)C21D1/25(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书88页页附图附图33页(54)发明名称低合金高强度铸钢及其冶炼、热处理方法(57)摘要本发明公开了一种低合金高强度铸钢及其冶炼、热处理方法，所述铸钢的化学成分及其质量百分含量为：碳0.17%～0.22%、硅0.20%～0.60%、锰0.80%～1.20%、磷小于等于0.020%、硫小于等于0.015%、铬0.45%～1.05%、镍0.4%～0.9%、钼0.4%～0.95%、铜小于等于0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。采用电弧炉氧化还原法或中频感应炉熔炼。采用本发明的低合金铸钢浇注的风电行星架铸件经热处理后，其力学性能能够稳定的达到：抗拉强度大于等于830Mpa，屈服强度大于等于790MPa，延伸率大于等于12%，-40℃低温冲击吸收功大于等于27J。CN1029658ACN102965588A权利要求书1/2页1.一种低合金高强度铸钢，其特征在于所述铸钢的化学成分及其质量百分含量为：碳0.17%～0.22%、硅0.20%～0.60%、锰0.80%～1.20%、磷小于等于0.020%、硫小于等于0.015%、铬0.45%～1.05%、镍0.4%～0.9%、钼0.4%～0.95%、铜小于等于0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的低合金高强度铸钢，其特征在于：铸钢中铬的质量百分含量为0.45%～0.89%。3.根据权利要求1所述的低合金高强度铸钢，其特征在于：铸钢中镍的质量百分含量为0.6%～0.9%。4.根据权利要求1所述的低合金高强度铸钢，其特征在于：铸钢中钼的质量百分含量为0.4%～0.7%。5.一种如权利要求1所述的低合金高强度铸钢的冶炼方法，采用电弧炉氧化还原法进行冶炼，其特征在于包括以下步骤：①装料，将废弃的碳素钢清洁、除锈后，与金属镍同时加入电弧炉的炉体内；②氧化，打开对应的各电气开关，待电弧炉内的熔池温度达到1560℃～1580℃时，加入铁矿石，并通入氧气氧化；氧化过程中保持炉内物料均匀沸腾、自动流渣，并及时补加渣料；当碳含量降至0.14%～0.17%、熔池温度升至1590℃～1610℃时，扒除氧化渣，进入还原期；③还原，向步骤②结束氧化期的炉中物料中加入碳粉进行还原，并按化学成分质量百分比依次控制加入铁-锰、铁-铬、铁-钼以及铁-硅合金；④出钢，将步骤③调整好钢液化学成分的钢液出钢，出钢温度控制在1620℃以上；⑤终脱氧，钢液出钢时采用铝作脱氧剂进行终脱氧，铝块放置在钢包的底部，出钢时钢液冲击钢包底部的铝块，铝块与钢液中的氧气反应从而脱氧；⑥浇注，将步骤⑤钢包中的钢水浇注在模型中，浇注温度控制在1550℃～1570℃，所获得的钢制件即为低合金铸钢。6.根据权利要求5所述的低合金高强度铸钢的冶炼方法，其特征在于：经终脱氧后所得的低合金铸钢中的残铝量为0.03%～0.08%；步骤③中在加入铁-硅合金前，向钢液中加入作为脱氧剂的铝进行终脱氧；终脱氧所用铝总量的1/3～2/3用于步骤③中出钢前的终脱氧，铝总量的剩余部分用于步骤⑤出钢时的终脱氧。7.根据权利要求5所述的低合金高强度铸钢的冶炼方法，其特征在于：步骤②氧化时，待电弧炉内的熔池温度达到1560℃时，加入铁矿石；当碳含量降至0.14%～0.17%、熔池温度升至1600℃时，扒除氧化渣，进入还原期；步骤④出钢时，出钢温度控制在1620℃～1630℃。8.一种如权利要求1所述的低合金高强度铸钢的冶炼方法，采用中频感应炉进行冶炼，其特征在于包括以下步骤：①检查炉料包括返回料应清洁干净，无锈；②配料：C、Mn、Si的收得率的计算方法与ZG230-450碳钢中的C、Mn、Si的计算方法相同，Cr、Ni、Mo按成分中的含量现配；③装料：装料步骤与ZG230-450碳钢相同，且Cr、Ni、Mo装于感应圈高度的1/2处，2CN102965588A权利要求书2/2页并靠近炉墙；④Mn和Si的投加：Mn在钢液升温到出钢温度时加入；Mn加毕后向钢液中加入作为脱氧剂的铝进行终脱氧；然后加Si，加完Si后立即出钢；⑤出钢，将步骤