[发明专利]一种汽车等速万向节中间轴用钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种汽车等速万向节中间轴用钢及其制造方法，属于冶金技术领域，圆钢的化学成分重量百分比为C:0.34～0.41％，Si:0.10～0.30％，Mn:0.70～0.95％，Cr:0.70～1.20％，P:≤0.015％，S:≤0.008％，Al:0.010‑0.030％，N：0.0050‑0.0080％，Cu:≤0.08％，Ni:≤0.05％,Mo:≤0.05％，余量为Fe。圆钢具备组织均匀性好、硬度散差小、表面无脱碳与锈蚀、应力分布均匀，钢材弯曲极小等优点，最终生产出的汽车等速万向节中间轴用钢，圆钢经过调质后表面无脱碳与锈蚀，全截面为均匀的回火索氏体组织，全截面硬度散差≤2HRC，全截面奥氏体晶粒度均为7.0‑9.0级。

技术领域

本发明属于轴类圆钢技术领域，具体涉及汽车轴类用圆钢及其制造方法。

背景技术

汽车等速万向节中间轴在汽车行驶过程中起到传动与支撑作用，需要长期承受交变的应力，因此要求钢材拥有较高的疲劳寿命。通过控制钢材表面不产生脱碳与锈蚀；降低全截面硬度散差，提高材料的组织均匀性；细化钢材的奥氏体晶粒，并且控制晶粒度的等级范围，使生产的钢材拥有最佳的均匀性，从而提升材料的疲劳寿命。

专利公开号CN112981266A公开了一种乘用车转向器齿条用钢及其制造方法，属于铁基合金技术领域。钢的化学成分按质量百分比计为C:0.34～0.41％，Si:0.07～0.37％，Mn:0.60～0.90％，Cr:0.90～1.20％，P:≤0.020％，S:0.010～0.040％，Al:0.010～0.050％，N:0.005～0.020％，Cu:≤0.10％，Ni:≤0.05％，Mo:≤0.05％，(Cu+Ni+Mo):≤0.12％,余量为Fe及不可避免的杂质元素。生产流程为初炼—精炼—真空脱气—连铸—连轧—调质—车皮—超声波探伤。本申请钢材具有稳定抗拉强度与优异显微组织，该材料可以用于制造乘用车转向器齿条，具有优异的使用寿命。

发明内容

本发明为满足汽车等速万向节中间轴用钢的要求，发明了一种汽车等速万向节中间轴用钢及其制造方法，调质后的圆钢表面无脱碳与锈蚀，全截面为均匀的回火索氏体组织，全截面硬度散差≤2HRC，全截面奥氏体晶粒度均为7.0-9.0级。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种汽车等速万向节中间轴用钢，化学成分重量百分比为C:0.34～0.41％，Si:0.10～0.30％，Mn:0.70～0.95％，Cr:0.70～1.20％，P:≤0.015％，S:≤0.008％，Al:0.010-0.030％，N：0.0050-0.0080％，Cu:≤0.08％，Ni:≤0.05％,Mo:≤0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明钢各化学元素对应的主要作用及设计依据是：

C:碳是影响钢材硬度最重要的元素，钢中加入一定含量的碳有利于提升钢材的强度，但是过高的碳含量会加重钢材的碳偏析，导致调质后钢材的全截面硬度散差变大。因此，碳含量选择范围为0.34～0.41％。

Si:在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，起到一定的还原与脱氧作用。本发明Si的选择范围为0.10～0.30％。

Mn、Cr:在炼钢过程中加入锰与铬元素，目的是提升钢材调质后的强度。

本发明Mn的选择范围为0.70～0.95％，Cr的选择范围为0.70～1.20％。

P、S:钢中的磷与硫都属于有害元素，磷元素增加了钢的冷脆性，硫元素增加了钢的热脆性。因此，需要严控钢中的磷与硫的含量，本发明P与S含量的选择范围为P:≤0.015％，S≤0.008％。