[发明专利]一种大规格铁素体-珠光体型非调质钢锻棒

说明书

本发明公开了一种大规格铁素体‑珠光体型非调质钢锻棒，其成分重量百分比为：C：0.46～0.55％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.85～2.10％、P：0.010～0.025％、S≤0.015～0.050％、Cr：0.20～0.60％、Ni：0.02～0.15％、Mo：0.02～0.25％、Cu≤0.25％、Al：0.02～0.05％、Nb：0.001～0.040％、V：0.10～0.25％、N：0.006～0.012％、O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明公开的规格铁素体‑珠光体型非调质钢锻棒塑性和韧性佳，易于切削加工，强度、硬度和韧性匹配好。

技术领域

本发明涉及非调质钢锻棒制造技术领域，尤其涉及一种大规格铁素体-珠光体型非调质钢锻棒。

背景技术

近年来，随着汽车产业的不断优化升级，微合金非调质钢代替调质钢应用于汽车产业的优点日益突出，因其具有优异的加工性能、强韧性、绿色节能的环境效益和较低的生产费用而日趋广泛地用于汽车锻件。

非调质钢通常是在中低碳钢基础上添加微合金化元素如钒等，通过锻造控冷，在铁素体+珠光体中弥散析出碳氮化物，产生强化效果，使之在锻后不经调质处理即可获得与调质后相当的力学性能的钢材，其强度完全可以达到调质钢900～1000MPa的强度水平。但由于组织为铁素体-珠光体组织，其韧性一般都低于调质钢的回火索氏体组织，再加上共格析出物的沉淀强化，进一步降低了钢的韧性，使非调质钢在承受冲击负荷部件上的应用受到限制，它们普遍存在强度、硬度和韧性匹配不佳的缺陷。市面上的铁素体珠光体型的非调质钢一般适用于直径Ф120mm以下的规格，直径大于Ф120mm锻棒由于淬透性不足等原因强度与韧性匹配不良。

为了解决上述问题，中国发明专利CN107587076B涉及一种满足重型汽车发动机曲轴用铁素体+珠光体型非调质钢组织要求的大棒材轧制工艺。该大棒材主要生产工艺流程为：连铸大方坯→加热炉加热→可逆轧机粗轧→连轧机精轧→锯切→冷床控冷→集捆→入保温坑缓冷。为了满足对轧材心部原奥氏体晶粒度、铁素体比例和组织均匀性的要求，控制方法对连铸坯加热制度、热轧变形制度、精轧温度、先共析铁素体析出温度区间冷速和入坑温度给出了明确要求。采用该控制方法后，轧材心部组织为铁素体+珠光体；原奥氏体晶粒度不低于6.0级，铁素体比例不低于25％，带状组织不大于2.0级，组织均匀，无异常粗大晶粒。从而达到了一种国际领先的重型汽车发动机非调质钢曲轴对原材料的组织要求。然而，该非调质钢塑性、韧性和切削加工性仍然有待进一步改善。

因此，开发一种塑性和韧性佳，易于切削加工，强度、硬度和韧性匹配好的大规格铁素体-珠光体型非调质钢锻棒符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进非调质钢的进一步发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种大规格铁素体-珠光体型非调质钢锻棒，该调质钢锻棒塑性和韧性佳，易于切削加工，强度、硬度和韧性匹配好。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大规格铁素体-珠光体型非调质钢锻棒(直径≥120mm)，其成分重量百分比为：C：0.46～0.55％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.85～2.10％、P：0.010～0.025％、S≤0.015～0.050％、Cr：0.20～0.60％、Ni：0.02～0.15％、Mo：0.02～0.25％、Cu≤0.25％、Al：0.02～0.05％、Nb：0.001～0.040％、V：0.10～0.25％、N：0.006～0.012％、O≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述不可避免的杂质中，Ti≤0.0015％、Ca≤0.003％。

优选的，所述大规格铁素体-珠光体型非调质钢锻棒是依次通过对钢锭加热、锻造、控冷工艺制造而成的。

优选的，所述钢锭加热具体包括如下步骤：