[发明专利]稀土钙高强韧铸钢

说明书

本发明是一种高强韧铸钢，该铸钢含碳、硅、锰、铬、镍、钼、铝、硫、磷、添加稀土、钙元素，适用于制造各种矿用汽车，研制武器和特种机械用铸钢的要求。

现有的铸钢，由于碳当量高，平均成份碳当量为0.8438，不能满足矿用汽车，研制武器等零件焊接性能要求，裂纹敏感性大，平均成份裂纹敏感指数为0.5025，在生产中常出现裂纹，造成废品率高，达不到塑性，韧性，可焊性的要求。淬透性35CrMo虽然可以满足，但由于上述问题，仍然不能广泛使用，如40Mn2淬透性指数为28mm也不能满足要求。

本发明的目的，是提供一种稀土、钙高强韧铸钢，钢种平均成分碳当量为0.7328，裂纹敏感指数为0.404，淬透性指数为121mm熔点1504.4℃，经过钙处理能够顺利浇注。其既有高强度，高韧性，高塑性，可焊性和淬透性能较好的铸钢，以满足目前各种矿用汽车，武器的特种机械用铸钢的要求。见表1：

本发明所提供的稀土钙高强韧铸钢，是一种含有碳（C）含量为0.22～0.32%、硅（Si）含量为0.25～0.45%、锰（Mn）含量为0.7～1.0%、铬（Cr）含量为0.6～0.9%、镍（Ni）含量为0.6～0.9%、钼（Mo）含量为0.25～0.5%、铝（Al）含量为≤0.08%、硫（S）含量为≤0.02%、磷（P）含量为≤0.025%，其特点区别是在以上成分重量百分比的条件下，添加了混合稀土（RE）含量为0.005～0.012%、钙（Ca）含量为0.002～0.012%。

本发明所提供的稀土钙高强韧铸钢，如图1所示：炼钢采用碱性电炉，双渣法冶炼，炉内喷吹硅钙粉，再加入稀土合金，起到了脱硫和改变夹杂物形态的作用。使条状的硫化锰变成球形的钙铝酸盐，炉外吹氩起到脱气和净化钢的作用。使氢的含量小于2.5PPM，氧的含量小于50PPM，氮的含量小于70PPM。并在常温下补焊和气割浇冒口均不产生裂纹，焊接性能和热处理回火范围宽，操作容易，一次合格率高，达到了要求高强度、高塑性、高韧性、可焊性和淬透性较好的铸造用钢。提高了铸钢的流动性、充填性和抗热裂性能，机械性能达到国际标准。见表2：

本发明稀土钙高强韧铸钢的最佳实施例为：

冶炼设备是3吨电弧炉：是用碱性电炉，双渣法冶炼，开浇温度1540度-1550度，铸成铸件10箱，试料9箱，成份含量C为0.2Si为0.3%、Mn为0.91%、Cr为0.65%、Ni为0.61%、Mo为0.39%、Al为0.079%、S为0.004%、P为0.011%、Ca为0.0025%、RE加入量为0.08%。在氧化期将P控制在0.005以下，还原期扩散脱氧时，将FeO降到1%以下，在炉内或包内喷吹CaSi+RE合金元素，CaSi粉按2-4kg/T，RE按0.02-0.11%加入，然后在包内吹氩气，P为3.5kg/cm²，Q为13-18m³/小时3-5分钟后，最好进行真空脱气处理。

要求强度低（＜70kgf/mm²），要求焊接性较好的铸件，合金元素控制在中下限。这样就获得稀土高强韧铸钢。

用不同的热处理方法所获得机械性能如下：

1、正火-回火热处理及其性能：

正火加热速度不限，加热温度为890度，均保温时间为8～10小时。冷却速度为空冷，然后进行回火，加热速度不限，加热温度为670℃，均保温时间为8～10小时，冷却速度为空冷。

热处理后的机械性能见下表：（表见文后）

2、调质热处理及其性能：

加热速度不限，加热温度为890度，均保温时间为8小时，冷却速度为20^＃机油，油温为40～80度，然后回火。回火加热速度不限，加热温度为580度，均保温时间为8小时，冷却速度为水，水温为20～40度。

调质热处理后的机械性能见下表：（表见文后）

稀土钙高强韧铸钢机械性能见表2：

级    屈服强度    抗拉强度    延伸率    断面收缩率    冲击值

别 kgf/mm²kgf/mm²% % ak

Ⅰ    441（45）    637（65）    20    40    30

Ⅱ    686（70）    882（90）    14    30    30

Ⅲ    882（90）    1078（110）    12    30    30

屈服强度    抗拉强度    延伸率    断面收缩率    冲击值