[发明专利]一种改善低碳高合金齿轮钢退火态带状组织的控制方法

说明书

本发明提供了一种改善低碳高合金齿轮钢退火态带状组织的控制方法。通过成分优化控制、连铸工艺控制、轧制工艺控制以及退火工艺控制等多个工艺控制手段，控制此类钢种退火态带状组织不超过2.5级，同时退火硬度控制在160～240HBW之间。

技术领域

本发明属于齿轮钢冶金制造技术领域，提供了一种改善低碳高合金齿轮钢退火态带状组织的控制方法。

背景技术

在热轧态低碳钢显微组织中，铁素体晶粒与珠光体晶粒沿着轧制方向平行排列且形成层状或条带状分布形态，这称之为带状组织。对于齿轮钢而言，带状组织是一种很严重的内部缺陷，其破坏了钢基体的连续性，使力学性能出现各向异性，降低了横向性能；恶化了钢的切削性能，使齿轮表面光洁度降低；导致齿轮渗碳硬度不均匀、淬火变形不均匀，影响齿轮的使用寿命。因此，对于一般齿轮钢而言，一般要求其热轧态带状组织控制在2.5级以下即可。但对于高合金齿轮钢，由于热轧态硬度偏高(超过300HBW)，影响下游用户机加工，同时其在热轧态下组织为非平衡态组织，因此对于高合金齿轮钢，需进行退火处理，使其组织成为铁素体+珠光体类平衡态组织，带状组织也应保证退火态下带状组织级别不超过2.5级。由于退火处理其后续冷却速度远低于空冷或坑冷，因此退火态带状组织级别远高于热轧态带状组织级别。

本发明针对低碳高合金齿轮钢的特性，通过合理的成分及工艺优化控制，保证此类钢种退火态带状组织不超过2.5级，同时退火硬度控制在160～240HBW之间。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改善低碳高合金齿轮钢退火态带状组织的控制方法。该控制方法可以控制此类钢种退火态带状组织不超过2.5级，同时退火硬度控制在160～240HBW之间。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种改善低碳高合金齿轮钢退火态带状组织的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1)电炉冶炼+LF精炼+VD真空处理：

按重量百分比计，控制低碳高合金齿轮钢的化学终成分中，Si、Mn、Cr、P、Ni、Mo、Al、Cu满足公式系数1为2.90～3.10，公式系数1为2.24×Si-12×Mn-2.2×Cr+1050×P-3.04×Ni+12.6×Mo+8×Al-4×Cu；合金含量总量Si+Mn+Cr+Mo+Ni≥4.00％，且其中Ni≥1.40％；

2)连铸；

3)轧制：铸坯均热温度为1240～1280℃，均热时间≥2小时；开轧温度1145～1160℃，终轧温度950～960℃；

4)退火：退火温度为750±30℃，保温时间为4～8小时；钢材退火硬度控制在160～240HBW之间。

进一步地，低碳高合金齿轮钢的化学终成分重量百分比为：C:0.15～0.20％、Si:0.20～0.40％、Mn:0.50～0.70％、P:≤0.015％、S:≤0.005％、Cr:1.50～1.70％、Mo:0.25～0.35％、Ni:1.35～1.65％、Cu:0.01～0.05％、Al:0.020～0.050％。。

本发明中，Si、Mn、Cr、P、Ni、Mo、Al、Cu满足公式系数1控制在3.0左右，优选为2.90～3.10。

本发明中，齿轮钢组成成分中碳含量C：0.15～0.20％；合金含量总量Si+Mn+Cr+Mo+Ni≥4.00％，且其中Ni≥1.40％。

本发明的公式系数1优选的控制在2.90～3.10之间；电炉出钢过程中，硅锰、低锰、低铬、钼铁、镍铁合金量按控制要求所需合金总量的85％加入，后根据系数1的控制要求，剩余的15％合金加入量进行微调控制，并在精炼过程中加入。

本发明的步骤2)中，正常炉次中间包过热度控制在15～25℃，稳定生产节奏，连浇炉次(正常炉次)中间包温度差控制在5℃以下。