[发明专利]一种工程机械轮体用钢及其制备方法

说明书

本发明公开一种工程机械轮体用钢，所述轮体用钢化学成分按质量百分比如下：C：0.39～0.43％，Si：0.17～0.37％，Mn：1.55～1.65％，Cr：0.09～0.16％，Ti：0.01～0.04％，Ni≤0.20％，Cu≤0.15％，S≤0.025％，P≤0.025％，Al:0.015～0.04％，B≤0.0005％，[O]≤15×10^‑6，[H]≤2×10^‑6，[N]≤80×10^‑6，其余为Fe和不可避免的杂质。具体包括如下步骤：1)电炉冶炼；2)LF炉精炼；3)VD炉真空精炼；4)连铸；5)轧制6)缓冷。该钢具有高的综合性能及优良的组织，所生产的轮体寿命达到近万小时。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，属于合金钢类，涉及一种工程机械轮体用钢及其制备方法。

背景技术

工程机械随我国经济的发展而迅速发展，以起重机、塔机和挖掘机等为代表的工程机械需要选用优质适用钢材制造，以提高机器的性能和使用寿命，并力求节约原材料，降低成本。随着用户对零配件寿命的要求越来越高，对轮体钢材的质量要求提出了越来越高的要求。

本申请前我国的轮体用钢在生产和使用过程中暴露出的淬透性控制不理想，末端淬透性波动大、不能满足工程机械轮体用钢性能要求。主要以含锰钢为主。

发明内容

本发明的目的主要针对目前我国轮体用钢存在的问题，并结合目前伴随着冶炼技术水平及检测技术的提高，提出一种工程机械轮体用钢及其制备方法。本发明轮体用钢具有淬透性高和稳定、带窄，力学性能优良等特点。

本发明提供了一种轮体用钢，其组成按重量百分数为：

C：0.39～0.43％，Si：0.17～0.37％，Mn：1.55～1.65％，Cr：0.09～0.16％，Ti：0.01～0.04％，Ni≤0.20％，Cu≤0.15％，S≤0.025％，P≤0.025％，Al:0.015～0.04％，B≤0.0005％，[O]≤15×10^-6，[H]≤2×10^-6，[N]≤80×10^-6，其余为Fe和不可避免的杂质。

钢种成分的确定：

窄淬透性带的关键在于化学成分波动范围的严格控制和成分均匀性的提高。影响轮体用钢淬透性的主要化学成分是C、Mn、Cr、Ti、B等：C对钢的淬透性和机械性能影响极为显著，对钢的心部强度影响很大，太低，强度达不到要求，过高会使钢的塑性和韧性下降；Mn强烈提高淬透性，可满足心部淬透性要求，并有减轻渗碳层中碳化物聚集成块的作用；Cr也强烈提高淬透性并可形成微细的硬化质点而增加耐磨性；Si强烈提高渗层的淬透性，但在渗碳过程中容易发生晶界氧化而形成黑色网状缺陷；随合金元素添加量的增加，钢的马氏体点下降，使淬火后渗层中含有大量残余奥氏体，影响零件的疲劳性能及耐磨性。Ti在钢中起细化晶粒、防止渗碳时奥氏体晶粒长大、以保持材料韧性的作用；但强碳化物形成元素Ti在钢中极易形成TiC，造成基体局部贫碳，使钢的淬透性略微降低。铝为炼钢过程常用的脱氧元素，因此钢中始终会存在一定的铝含量。铝在钢中可能溶于铁素体中，也可能以氧化物Al₂O₃(熔点2093℃)和氮化物AlN(熔点2400℃)的形式存在。铝以难熔化合物存在时，由于细化晶粒和降低奥氏体晶粒长大倾向性而降低钢的淬透性。如果铝固溶于铁素体中，则能提高钢的淬透性。