[发明专利]一种20MnCr5齿轮钢及其轧制方法

说明书

本发明涉及一种20MnCr5齿轮钢及其轧制方法，属于轧钢技术领域。技术方案是：连铸：连铸坯采用热装或缓冷工艺，采用热装时温度≥650℃，采用缓冷工艺时入缓冷坑温度≥650℃，出坑温度＜200℃；加热：均热段温度1150~1260℃，出炉温度1240~1260℃；轧制：开坯机轧制温度1080~1180℃，连轧开轧温度980℃~1020℃，终轧温度＞950℃；冷却：轧材入缓冷坑温度500~600℃，缓冷时间55h~72h。本发明的有益效果是：提高了20MnCr5齿轮钢超声探伤合格率，满足GB/T4162 B级的探伤合格率由原来的91.2%提高到99.1%，还可以改善轧材的低倍组织，使组织更加致密。

技术领域

本发明涉及一种20MnCr5齿轮钢及其轧制方法，属于冶金行业轧钢技术领域。

背景技术

20MnCr5 钢在齿轮钢中属德标系列较高端的钢种，φ600mm连铸坯生产的φ200mm~ φ300mm的20MnCr5齿轮钢棒材超声探伤合格率91.2%，通过探伤、解剖分析发现95%以上的超声探伤不合缺陷处无氧化、无脱碳层、存在自由表面特征，随着轧材规格减小，缺陷当量也随之减小，说明探伤不合是由于连铸坯中的缩孔在轧制过程中未焊合造成的。

目前，连铸坯为堆冷工艺，在步进梁式加热炉中加热时间短，加热速度快，开坯机轧制工艺中最大单道次压下量为90mm，最大压下率18%，并且轧制速度高，变形不能很好的渗透到芯部，芯部应变小，未把连铸坯中的残余缩孔缺陷有效焊合。

发明内容

本发明的目的是提供一种20MnCr5齿轮钢及其轧制方法，能够改善轧材的低倍组织，使组织更加致密，提高超声探伤合格率，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种20MnCr5齿轮钢，化学成分质量百分比为：C：0.17～0.22、Si：0.20～0.40、Mn：1.10～1.40、Cr：1.00～1.30、P：≤0.025、S：≤0.035、Cu：0.01～0.04、Ni：0.01～0.10、Mo：0.01～0.05，其余为Fe和其它不可避免的杂质。

一种20MnCr5齿轮钢轧制方法，包含连铸、加热、轧制、冷却，化学成分质量百分比为：C：0.17～0.22、Si：0.20～0.40、Mn：1.10～1.40、Cr：1.00～1.30、P：≤0.025、S：≤0.035、Cu：0.01～0.04、Ni：0.01～0.10、Mo：0.01～0.05，其余为Fe和其它不可避免的杂质；

连铸：连铸坯采用热装或缓冷工艺，采用热装时热装温度≥650℃，采用缓冷工艺时入缓冷坑温度≥650℃，出坑温度＜200℃；

加热：均热段温度1150~1260℃，出炉温度1240~1260℃；

轧制：开坯机轧制温度1080~1180℃，连轧开轧温度980℃~1020℃，终轧温度＞950℃；

冷却：轧材入缓冷坑温度500~600℃，缓冷时间55h~72h。

所述加热：连铸坯热装时：热装温度≥650℃，预热区温度≤850℃，加热时间＞9h；连铸坯冷装时：预热区温度≤700℃，加热时间＞13h。

所述轧制：开坯机轧制9~11道次，第1~4道次压下率≥12%，第5~8道次平均压下率≥18%，并且两个单道次压下量不低于110mm；连轧轧制道次4~6道次，平均延伸系数大于1.13。

所述开坯机轧制的速度为1.0~1.5m/s。

所述连铸坯规格为φ600mm，成品规格为φ200mm~ φ300mm。

本发明的有益效果是：

（1）优化了连铸坯缓冷和加热工序，降低了热应力和组织转变应力的叠加；