一种高温渗碳钢、高温渗碳钢构件以及其制备方法.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CN110373607A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910677640.9(22)申请日2019.07.25(71)申请人广东韶钢松山股份有限公司地址512100广东省韶关市曲江区马坝(72)发明人刘年富包锋张强刘锦标(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人刘桐亚(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/06(2006.01)C21C7/06(2006.01)C21C7/10(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种高温渗碳钢、高温渗碳钢构件以及其制备方法(57)摘要本发明针对1000℃以上的高温渗碳环境，设计了一种低成本的高温渗碳钢，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.16-0.20％，Si：≤0.04％，Mn：0.75-0.90％，Cr：1.15-1.25％，Mo：0.20-0.30％，Al：0.040-0.050％，N：0.0120-0.0180％，P：≤0.025％，S：0.015-0.025％，O：≤0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质。将Al/N比控制在2.0-4.0，将Si含量控制在较低水平，结合炼钢中的脱氧工艺和连铸中的塞棒曲线控制工艺，即可实现大生产连续浇铸，无需在高温渗碳前进行额外工艺处理，也无需严格控制渗碳前的钢材组织，大大简化了工艺流程。该高温渗碳钢的B类粗系和细系夹杂物以及Ds夹杂物的级别均在0.5以下，在1000℃-1030℃温度下进行模拟渗碳2-6h，无混晶出现，将该渗碳钢应用于齿轮等零部件后，可以有效保证其疲劳寿命。CN110373607ACN110373607A权利要求书1/1页1.一种高温渗碳钢，其特征在于，所述高温渗碳钢按重量百分比计包括：C：0.16-0.20％，Si：≤0.04％，Mn：0.75-0.90％，Cr：1.15-1.25％，Mo：0.20-0.30％，Al：0.040-0.050％，N：0.0120-0.0180％，P：≤0.025％，S：0.015-0.025％，O：≤0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质，其中，Al/N比控制在2.0-4.0。2.如权利要求1所述的高温渗碳钢，其特征在于，所述高温渗碳钢的组分含量以重量百分比计进一步为：Mo：0.22-0.26％，N：0.0130-0.0170％，Al/N比控制为2.5-3.5。3.如权利要求1所述的高温渗碳钢，其特征在于，所述高温渗碳钢的渗碳温度为1000℃以上。4.如权利要求1所述的高温渗碳钢，其特征在于，所述高温渗碳钢中的含Al脆性B类夹杂物级别为0.5以下，Ds类夹杂物级别为0.5以下。5.如权利要求1所述的高温渗碳钢，其特征在于，所述高温渗碳钢在模拟高温渗碳后的奥氏体晶粒度为7.5以上，无混晶。6.一种构件，其特征在于，采用权利要求1-5中任一项所述的高温渗碳钢制备而成。7.如权利要求6所述的构件，其特征在于，所述构件为齿轮。8.一种如权利要求1-5中任一项的高温渗碳钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：转炉冶炼；第二步：LF钢包炉精炼；第三步：RH真空脱气；第四步：连铸；其中，第二步包括脱氧工序：采取铝粒作为脱氧剂和碳化硅扩散脱氧综合脱氧，所述铝粒的添加量为80kg±20kg，在精炼前期10分钟内喂入足量的铝线，确保Al含量在0.050-0.060％进行深脱氧，精炼中后期不允许喂入Al线；第四步包括严格控制连铸过程的塞棒曲线：塞棒曲线突然上涨超过5mm的铸坯判废处理，防止塞棒上富集夹杂物掉入钢水中，污染钢水。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一步还包括：终点出钢控制目标：C≥0.10％，P≤0.015％，出钢开始后约90秒时开始合金化，其中铝铁合金加入量控制在100±10kg；确保出钢温度≥1610℃。10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第二步还包括：控制炉渣碱度为2.0～3.0，同时控制好Ar气流量，防止钢水翻滚厉害产生卷渣。11.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第三步还包括：对钢水真空处理5min之后加入少量钛铁固氮，真空度在0.266kPa以下保持≥15min，有利于减少大颗粒夹杂物，为了确保氮稳定可控，真空处理采用全程吹氮气增氮，真空处理结束后补喂氮铬线增氮，真空处理结束后，禁止进行钙处理，防止形成Ca、Al复合夹杂物堵塞水口，吹氩20min以上。12.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的第四步还包括：连铸过程使用大包长水口氩封、中包水口浸入、中包覆盖剂、结晶器