[发明专利]一种低合金高强高韧钢

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其是涉及了一种低合金高强高韧钢。

背景技术

低合金钢由于其优异的力学性能以及相对较低的生产和使用成本，在工程机械领域被广泛应用；目前使用最多的钢材种类，抗拉强度通常在1000MPa以下，且其冲击功较低，难于适应日益严酷的使用工况；因此，需要在保持高强度水平的前提下，进一步提高低合金钢的塑韧性，特别是低温条件下的冲击韧性，从而使低合金钢能够在较低的温度下使用。

现有技术中，公开了一种强韧性低合金结构钢及其生产方法，该低合金结构钢内含有Cr、Ni、Mo、Cu、V、Nb等合金元素；且采用转炉初炼、LF炉精炼、连铸的生产工艺，并在经过淬火+高温回火调质热处理后，使得其抗拉强度可大于等于750MPa，且-40℃低温冲击韧性Akv≥150J，经过渗碳化学热处理后，可用于制造各种高强度高韧性的耐磨机械传动零件和部件。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

1)材料为铸造状态，如果工艺控制不好的话，则可能存在铸造缺陷，并影响性能；

2)碳含量较高，只能单方面的提高强度，可能会使塑韧性受到相应的影响；3)强度级别不够，耐磨性能受到影响。

发明内容

本发明实施例提供了一种低合金高强高韧钢及其生产方法，该低合金钢具有高强度和高韧性。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种低合金高强高韧钢，包括：0.21wt％～0.35wt％的C元素；0.4wt％～0.6wt％的Si元素；1.2wt％～1.5wt％的Mn元素；0.7wt％～1.3wt％的Cr元素；0.7wt％～1.3wt％的Ni元素；0.25wt％～0.5wt％的Mo元素；余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步，0.23wt％～0.25wt％的C元素，0.50wt％～0.55wt％的Si元素，1.3wt％～1.5wt％的Mn元素，1wt％～1.2wt％的Cr元素，0.60wt％～0.90wt％的Ni元素，0.30wt％～0.50wt％的Mo元素。

进一步，所述低合金高强高韧钢还包括：0.0005wt％～0.01wt％的稀土元素。

一种低合金高强高韧钢的生产方法，包括：

铸造工序：上述的低合金高强高韧钢的成分和含量进行铸造，得到低合金钢铸锭；

锻造工序：将上述低合金钢铸锭进行锻造，且开坯锻造加热温度为1250℃～1300℃，终锻温度为800℃～1000℃，每火次变形量不小于40％；

热处理工序：将上述锻造成型的锻件升温至950℃～1000℃进行正火，经过正火处理后升温至930℃～950℃进行淬火，经过淬火处理后升温至620℃～650℃进行高温回火，得到低合金高强高韧钢。

进一步，所述正火的保温时间为2～4小时，所述淬火的保温时间为1～2小时，所述高温回火的保温时间为3～5小时。

本发明合金元素含量较低，且采用普通电弧炉熔炼，制造和处理工艺相对较简单；而且低合金高强高韧钢具有高强度和高韧性，适用于需要高强度和高韧性的情况下使用，其特别适合于新型现代的工程机械领域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

本发明提供一种低合金高强高韧钢，通过控制化学元素的含量，以实现屈服强度1000MPa级的低合金高强高韧钢；且该低合金高强高韧钢能够解决合金化学元素含量、材料成型工艺、增加强度级别等问题。

具体的，该低合金高强高韧钢包含：

0.21wt％～0.35wt％的C元素。

本发明实施例中，通过适当的降低C元素的含量，且将C元素含量控制在0.23wt％～0.25wt％的范围内，从而降低该低合金高强高韧钢的淬裂敏感性。

本发明实施例中，一种优选的C元素的含量为：低合金高强高韧钢中包含0.21wt％～0.35wt％的C元素。

0.30wt％～0.70wt％的Si元素。

本发明实施例中，由于Si元素是脱氧所需的元素，因此通过将Si元素含量控制在0.4wt％～0.6wt％％的范围内，从而可以改善低该合金高强高韧钢的抗氧化性以及抗腐蚀性。

本发明实施例中，一种优选的Si元素的含量为：低合金高强高韧钢中包含0.50wt％～0.55wtwt％的Si元素。

1.2wt％～1.5wt％的Mn元素。