[发明专利]一种耐疲劳耐腐蚀锻压用圆钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐疲劳耐腐蚀锻压用圆钢及其制备方法，所述圆钢化学成分及质量百分含量为：C：0.42～0.49％，Si：1.00～1.20％，Mn：1.50～1.70％，V：0.1～0.13％，Cr：0.50～1.20％，Ni：0.1～0.30％，Mo：0.10～0.30％，S：0.035～0.075％，P：≤0.035％，Al：0.033～0.058％，Cu：≤0.02％，O：≤20×10^‑4％，H：≤1.5×10^‑4％，N：80×10^‑4％～100×10^‑4％，Sn：0.05～0.10％，余量为铁和不可避免的杂质；本发明制备的钢材具有良好的机械性能，耐疲劳性、耐腐蚀性，制造成本低，制造周期短，无需调质处理直接用于锻压工序等优点，可用于热锻曲轴、连杆等汽车零部件。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种耐疲劳耐腐蚀锻压用圆钢及其制备方法。

背景技术

曲轴、连杆等是汽车零部件的核心。曲轴性能影响了发动机的质量，因此，曲轴不但要有较高的强度和硬度，一定的韧性，还要有耐腐蚀和抗疲劳性能。由于汽车的零部件(曲轴、连杆)在工作中承受了循环载荷的作用力，而疲劳破坏是一个隐蔽的渐变过程，这就使得存在裂纹源的汽车零部件(曲轴、连杆)会进入一个疲劳损伤的过程。由于疲劳破坏因其隐蔽性而导致汽车零部件(曲轴、连杆)失效具有突发性，会造成巨大损失，所以提前对疲劳寿命做出预估，这样才能保证零部件是在寿命允许的范围服役的，避免了突发意外。

中国专利CN 105970102 A公开了一种高冲击韧性汽车连杆弹簧用合金钢，其屈服强度、抗拉强度不理想，未提及硬度、抗疲劳性和耐腐蚀性等指标。

中国专利CN 103266287 A和中国专利CN 110791708 A公开了一种中碳铁素体-珠光体型非调质钢和一种汽车零部件用非调质钢，这两个专利都未提到抗疲劳性能和耐腐蚀性。

发明内容

基于上述不足，本发明的目的在于，为克服现有技术中的锻压用非调质钢不耐疲劳耐腐蚀的技术问题，提供一种耐疲劳耐腐蚀锻压用钢(如曲轴、连杆等)及其制备方法，本申请钢种通过添加元素Sn来保证钢材中珠光体的含量，提高了钢材的强度、抗疲劳极限和耐腐蚀性，制备的耐疲劳锻压用钢具有高强度、高韧性、耐疲劳、耐腐蚀等特点。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供一种耐疲劳耐腐蚀锻压用圆钢，所述圆钢化学成分，按质量百分含量计，包括：C：0.42～0.49％，Si：1.00～1.20％，Mn：1.50～1.70％，V：0.1～0.13％，Cr：0.50～1.20％，Ni：0.1～0.30％，Mo：0.10～0.30％，S：0.035～0.075％，P：≤0.035％，Al：0.033～0.058％，Cu：≤0.02％，O：≤20×10^-4％，H：≤1.5×10^-4％，N：80×10^-4％～100×10^-4％，Sn：0.05～0.10％，余量为铁和不可避免的杂质；

V的作用：可以细化组织晶粒，提高强度和韧性，钒还可以无限固溶到铁中，阻止晶粒的生长，提高淬火温度，改善硬化能力，是微合金化的元素。

Cr的作用：铬元素在钢中形成稳定而硬的碳化物，具有抗蚀性，能显著提高强度硬度但同时降低塑性和韧性，并能够大大提高钢的淬透性，使工件淬火和回火后的组织变得均匀化。

Sn的作用：微量元素锡可细化组织，均匀的细晶粒使杂质分布更分散，使合金成分更加均匀，并可使点缺陷和线缺陷分散，防止构成微观电池，从而提高了耐腐蚀性能。申请钢种通过添加元素Sn来保证钢材中珠光体的含量，提高了钢材的强度、耐腐蚀性和抗疲劳极限。

N的作用：氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响，改善钢材性能，可作为低合金钢的合金元素使用。