[发明专利]低碳含铋环保易切削结构钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种易切削结构钢，特别是一种低碳含铋环保易切削结构钢，属于冶金技术领域。

背景技术

目前，在国内钢铁行业“低碳易切削结构钢”的生产开发过程及国家标准中，通常是在钢中添加硫、磷或复合添加硫-铅、硫-磷-铅、硫-钙、硫-锡、硫-磷-锡等易切削元素，其存在的问题是：(1)国内低碳易切削结构钢的钢种、牌号相对不完善。(2)含铅的易切削结构钢虽然切削性能较好，但在生产以及使用过程中对环境的污染较大，还会危害身体健康，环保性差。(3)普通的易切削结构钢、含钙或含锡的易切削结构钢虽然较为环保，但其切削性能始终逊于含铅的易切削结构钢，而且含锡的易切削结构钢成本也较高。锡以目前20万元/吨的价格计算，若钢中锡含量为0.09～0.15％，则即使所加入的锡无损耗，其成本也高达180～300元/吨钢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种低碳含铋环保易切削结构钢，以完善国内易切削结构钢的钢种、牌号，并在比相应碳含量含硫易切削结构钢性能更优的前提下，以较低成本、较好环保性以及不逊于相应碳含量含铅易切削结构钢的切削性能，逐步代替目前市场上广泛使用的相应碳含量的含硫易切钢、含铅易切钢等。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案：一种低碳含铋环保易切削结构钢。该钢种以质量百分比计算，含有C：≤0.15％、Mn：0.75～1.50％、S：0.23～0.42％、Si：≤0.10％、P：≤0.11％、Bi：0.05～0.20％、N：0.0010～0.0200％，其余为Fe及杂质；Mn与S的质量百分比比值Mn/S＝1.79～6.52，Bi与S的质量百分比比值Bi/S＝0.12～0.87；钢中的Altot(全铝含量)：≤0.02％、T[O](总氧含量)：0.0010～0.0250％。

上述的低碳含铋环保易切削结构钢，以质量百分比计算，C的最优范围为0.06～0.08％，既可避免因C＜0.06％带来的钢材过软切削时挤裂、切屑缠刀等问题；又可避免因C＞0.08％造成的包晶反应严重带来的铸坯裂纹及后续铸坯加工性恶化。当因成分需要0.08％＜C≤0.15％，可通过控制4≤Mn/S≤要求上限，以减轻热裂敏感性。

前述的低碳含铋环保易切削结构钢，还可含有Se、Te、Zr、Ca、Mg、Zn、Sb中一种或两种以上能改善切削性能的元素。

前述的低碳含铋环保易切削结构钢，以质量百分比计算，含有C：≤0.09％、Mn：0.75～1.05％、S：0.26～0.35％、Si：≤0.10％、P：0.04～0.09％、Bi：0.05～0.20％、N：0.0010～0.0200％，其余为Fe及杂质；Mn与S的质量百分比比值Mn/S＝2.14～4.04，Bi与S的质量百分比比值Bi/S＝0.14～0.77；钢中的Altot：≤0.02％、T[O]：0.0010～0.0250％。此项所述钢特命名为：Y08Bi。

前述的低碳含铋环保易切削结构钢，以质量百分比计算，含有C：≤0.09％、Mn：1.00～1.50％、S：0.26～0.42％、Si：≤0.10％、P：0.04～0.09％、Bi：0.05～0.20％、N：0.0010～0.0200％，其余为Fe及杂质；Mn与S的质量百分比比值Mn/S＝2.38～5.77，Bi与S的质量百分比比值Bi/S＝0.12～0.77；钢中的Altot：≤0.02％、T[O]：0.0010～0.0250％。此项所述钢特命名为：Y08MnSBi。

前述的低碳含铋环保易切削结构钢，以质量百分比计算，含有C：≤0.15％、Mn：0.85～1.15％、S：0.26～0.35％、Si：≤0.10％、P：0.04～0.09％、Bi：0.05～0.20％、N：0.0010～0.0200％，其余为Fe及杂质；Mn与S的质量百分比比值Mn/S＝2.43～4.42，Si与S的质量百分比比值Bi/S＝0.14～0.77；且C在0.06～0.08％的范围为最优，当C＞0.08％时，Mn/S控制在4～4.42为益。钢中的Altot：≤0.02％、T[O]：0.0010～0.0250％。此项所述钢特命名为：Y12Bi。