[发明专利]一种耐低温高强度弹簧扁钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种耐低温高强度弹簧扁钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.48～0.60wt％、Si：0.40～0.90wt％、Mn：0.80～1.50wt％、1.5≤(Mn/C)≤2.8、P≤0.025wt％、S≤0.025wt％、Cr：0.40～1.00wt％、Ni：0.10～0.40wt％、Nb：0.01～0.05wt％、B：0.001～0.004wt％、Zr：0.002～0.009wt％、Ce：0.02～0.06wt％、N≤0.0045wt％、H≤0.00012wt％、O≤0.0011wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明通过成分和工艺的创新，开发出性能满足：ReL≥1750MPa，Rm≥1950MPa，A≥10％，Z≥36％，‑60℃KV2≥35J，晶粒度不粗于8.5级的耐低温高强度弹簧扁钢。

技术领域

本发明涉及长材钢铁产品及其生产方法，属于钢铁冶金生产制造领域，特别涉及一种耐低温高强度弹簧扁钢及其生产方法。

背景技术

弹簧扁钢，是各种卡车、客车、以及工程机械车辆减震系统中最重要的弹性元件，主要用于制作钢板弹簧，广泛应用于汽车、铁路、航空、国防等领域。

汽车轻量化技术是汽车节油的重要手段，研究表明：汽车质量每下降10％，油耗约下降3％～5％，重型汽车采用高强度弹簧扁钢可减少钢板弹簧总成自身质量的20％～45％。随着物流运输行业和资源开采工程发展需要，我国很多工程已经拓展到各种极寒领域。在我国的广阔北方地区，如东北和新疆等地，冬天温度可能达到-40℃以下，部分地区更是低于- 50℃。而在低温条件下，金属材料的性能将会发生较大的变化，在不同的环境温度下表现出来的力学性能，尤其是冲击韧性、断裂韧性变化较大。

一般而言，钢铁材料强度越高，韧性越低，低温环境下韧性指标更低。弹簧扁钢，作为上述车辆重要零部件的原材料，低温环境下强韧性的好坏将会影响到整个汽车的使用性能，甚至影响到安全性和可靠性。

现有技术中，涉及耐低温高强度汽车用钢制造领域的同类技术产品不多，特别是针对耐低温高强弹簧扁钢方面的更少。

经检索：CN 104213051A公开了一种抗低温耐磨损的弹簧体，包括以下化学元素按质量份数组成：铁300-600份、碳30-70份、铜10-30份、铝5-15份、硅2-8份、钌0.15- 0.25份、镍0.08-0.15份、硫0.25-0.45份、铬0.008-0.015份和硒0.044-0.068份，所述弹簧体表面喷有防冻防锈漆。该弹簧体力学性能、低温性能均未说明，仅从已有的成分上看，因S含量较高对低温冲击性能有较大不利影响。

CN 104630650A公开了一种耐低温高强度弹簧钢及其制备方法，所述弹簧钢含有(重量％)：其含有的化学成分及其重量百分比如下：C 0.45-0.55％、Si 1.0-1.3％、Mn1.2- 1.4％、Ni 3.5-5.5％、Cr 0.8-1.0％、Cu 0.3-0.5％、Ti 0.006-0.008％、Zn 0.03-0.06％、Sn 0.004-0.005％、P≤0.025％、S≤0.025％、余量为铁。制备方法是将各原料混合，加热至熔融状态，然后，浇注入纯净水中激冷，再粉碎成100-200目粉末；将所得粉末加入相当于粉末重量3-5％的硅烷偶联剂KH-550、2-4％的纳米碳粉，混合均匀后，在8-15Mpa下压制成坯，然后，在1000-1100℃下煅烧3-4小时，冷却后，再粉碎成150-250目粉末，即得。该弹簧钢采用粉末冶金法制备，效率较低，成本较高，难以规模化生产和推广。