[发明专利]一种提高保淬透性结构用40MnBH钢淬透性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高保淬透性结构用40MnBH钢淬透性的方法，属于冶金工业生产的金属材料领域。 

背景技术

包钢采用GB/T5216-2004标准规定的化学成分，首批为汽车配件用户生产的保淬透性结构用40MnBH钢淬透性不合格，经分析研究（通过成分设计和中频炉冶炼、锻造试验）得知，所生产的40MnBH钢淬透性不合是由于该钢中缺少必要的提高淬透性的元素，所依国标是在电炉冶炼工艺的基础上起草和规定的（电炉工艺冶炼使用较多废钢，无论从残余元素种类还是成分比例都比使用铁水转炉工艺冶炼多得多），因此，依据国标采用铁水转炉工艺冶炼40MnBH钢淬透性不合格就是必然的了。由此也说明GB/T5216-2004标准规定的保淬透性结构用40MnBH钢的化学成分是在电炉工艺冶炼的基础上总结出来的，而且没有考虑和规定不同冶炼工艺所需的化学成分和对性能的影响，如果采用铁水转炉工艺冶炼，其淬透性难以满足当前市场需求。 

发明内容

本发明的目的是为了克服依据GB/T5216-2004标准规定的化学成分采用铁水转炉工艺冶炼40MnBH钢淬透性不合格的缺陷，提供一种提高保淬透性结构用40MnBH钢淬透性的方法。 

本发明的技术方案如下： 

本发明的方法是：冶炼时，在GB/T5216-2004标准规定的40MnBH钢的化学成分的基础上通过加入钒铁实现钒的微合金化，使得最终的40MnBH钢的重量百分含量成分组成为：碳0.38%～0.42%，硅0.17%～0.35%，锰1.10%～1.35%，磷小于等于0.025%，硫小于等于0.025%，硼0.0010%～0.0025%，钒0.038%～0.048%，其余为铁及不可避免的杂质。 

所述保淬透性结构用40MnBH钢，钢铁生产企业以热轧态交货，用户经机加工和适当的热处理（淬火及回火工艺）后，其材料的力学性能为：屈服强度≥980MPa，抗拉强度≥785MPa，延伸率≥10%，面缩率≥45%，冲击功A_KU2≥47J,布氏硬度HBW≤207。 

本发明钢材通过加入钒铁即采用钒微合金化的方法，控制残余元素的范围符合国标和用户要求（Cu≤0.20%；Ni≤0.25%、Cr≤0.25%），经过合理的成分设计和优化，配合合理的加热制度和轧制工艺，可有效提高40MnBH钢的淬透性。用户采用该40MnBH热轧态钢材生产的汽车轴类产品淬透性100%合格。 

本发明优点：本发明的方法加入微合金元素种类少，仅加钒一种；冶炼时加入方法简单，与其他合金元素一同加入即可；微合金元素加入量少，成本低，钒重量百分含量仅为0.038%～0.048%；冶炼和轧制不需要特别工艺过程，综合效能高，提高淬透性的效果明显；用户采用该40MnBH热轧态钢材时热处理方法 简单，加热温度不需刻意提高，生产的汽车轴类产品综合性能好，机加工性能好，机加工量小。 

具体实施方式

经过科技人员的专研和在25kg真空感应炉试验，设计、总结和优化出工业生产的钢水成分范围如表1所示，钢种名称为40MnBH。 

表1   保淬透性结构钢40MnBH的成分要求，w% 

工艺流程为：80ｔ转炉冶炼→LF炉精炼→VD炉真空脱气→连铸（铸坯规格为240mm×240mm）。 

工业试生产了3炉钢，具体的工艺参数控制如下： 

１）转炉生产 

转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如表２所示。 

表2　 40MnBH出钢的温度及成分