专利名称：保淬透性高强度低温韧性弹簧钢的制作方法
技术领域：
本发明型涉及一种保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，属于合金钢技术领域。
背景技术：
目前，大吨位工程机械的工作应力较大，使用的地域差异性对零件的冲击性能提出了新的要求，特别是对于涨紧机构用弹簧钢，不仅要求具有高强度，同时还必须保证在-40°C的条件下仍具有高的冲击性能。工程机械用弹簧钢规格较大，通常为 Φ40-Φ60πιπι，具有良好的淬透性和高强度、一定的常温冲击性能是钢材的基本条件，通过添加微量元素已经实现，但具有上述性能的同时-40°C的条件下仍具有高的冲击性能， 并具有经济性是新的课题。
背景技术：
用于制作螺旋弹簧的大规格圆钢材料有60Si2CrA、 60Si2CrVA、60CrMnBA、SUPl 1A,中国专利ZL200510018800. 7、名称为“高强韧性高淬透性弹簧钢”，ZL200710052805.0、名称为“一种高应力、高塑性、高淬透性的大截面弹簧用钢”， ZL200380100602.4、名称为“改善了淬透性和耐点蚀性的弹簧用钢”；上述材料的淬透性较大，均适用于不同尺寸的大断面直径的弹簧，但均无法在保证高淬透性、高强度的同时保证材料的低温韧性。
发明内容
本发明目的是提供一种保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，提高钢的淬透性的同时，提高钢的冲击韧性，解决背景技术存在的上述问题。本发明技术方案是
保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，化学成分按照重量百分比配比如下 C 0. 56%-0. 64%, Si 1. 40%-2. 00%, Mn 0. 40%-0. 80%, Cr 0. 70%-1. 00%, Ni 0. 10%-0. 40%, Cu ≤ 0. 25%, P≤O. 025%, S≤O. 025%,其余为 Fe 及杂质；具有 880°C 士20°C 淬火后430士50°C回火抗拉强度≥1750Mpa，常温及_40°C的Aku2≥20J，Aku2为U型缺口 2mm的冲击功，单位J ；端淬试验J20 ≥55HRC，J20代表端淬试验距离喷水端20mm处的硬度，单位HRC，端淬试验是按GB/T225进行的。本发明的Mn较佳范围是重量百分比0. 65%-0. 80%，其目的是提高钢的淬透性的同时，配合热处理工艺提高钢的冲击韧性。本发明的Ni较佳范围是重量百分比0. 10%-0. 30%，其目的是提高钢的低温冲击韧性。本发明特别适用于制作规格≤Φ 50mm的圆柱螺旋弹簧。本发明与背景技术相比，具有如下的积极效果是
1、与GB/T1222中60Si2CrA相比，60Si2CrA的Mn含量为0. 40%-0. 70%,如果其他成分要求的中限，在Mn低于0. 65%时，其钢材的端淬值不能达到55HRC以上，同时Ni在不添加或低于0. 1%时无法保证_40°C低温冲击值；与60Si2CrA相比，本钢种突破了其Mn的上限， 使本发明钢的淬透性达到55HRC以上，同时限定了 Ni 0. 10%-0. 30%，保证了 _40°C低温冲击值，同时也未因添加M过多增加成本。2、与ZL200510018800. 7、“高强韧性高淬透性弹簧钢”相比，其钢种为52CrMnB弹簧钢，其适合的钢板弹簧，满足J20彡55HRC能力不足，同时该钢种在1750Mpa情况下不确定其-40°C的冲击韧性达到20J以上；本发明钢与该钢种相比，通过C、Si、Mn、Cr 提高了其强度和淬透性，由于添加了微量Ni提高了低温冲击韧性。3、与ZL20071005^05.0、“一种高应力、高塑性、高淬透性的大截面弹簧用钢”相比，其特点是将C含量控制在较低的0. 37%-0. 43%,通过提高Mn到1. 30%-2. 20%,并添加B、 V、Ti，达到提高钢的淬透性和晶粒度的目的，但因为发挥B的作用添加了 Ti，TiN作为有棱角的夹杂物对弹簧钢疲劳影响较大，同时该钢种在1750Mpa情况下不确定其_40°C的冲击韧性达到20J以上。本发明钢不含B，因此添加Ti保B所带来的无法避免的TiN夹杂在本钢种含量极少，弹簧的疲劳及冲击韧性指标较好。4、与ZL200380100602. 4、“改善了淬透性和耐点蚀性的弹簧用钢”相比，其钢种与 ZL200710052805. 0均为CrMnB系弹簧钢，为了进一步提高其淬透性，添加了 V、Mo,为改善其耐蚀性添加了 Ni、Cu、釙，其强度可达到1700MPa，J30可达到56HRC以上，常温冲击达到 40J/cm2，具有常温条件下的高强韧性，但由于其添加了多种合金元素，特别是添加Mo、V、 Ni、Cu、Sb合金导致钢的成本高。同时其因含B导致的不可避免的TiN夹杂对疲劳性能影响较大，并不确定其-40°C的冲击韧性达到20J以上。本发明钢仅添加微量附，成分设计简单、易控，合金成本低。在较为经济的情况下达到了高强韧性，特别是能够满足_40°C的冲击韧性达到20J以上。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明作进一步说明。保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，化学成分按照重量百分比配比如下
C 0. 56%-0. 64%, Si 1. 40%-2. 00%, Mn 0. 40%-0. 80%, Cr 0. 70%-1. 00%, Ni 0. 10%-0. 40%, Cu ^ 0. 25%, P^O. 025%, S^O. 025%,其余为 Fe 及杂质；具有 880°C 士20°C 淬火后430 士 50°C回火抗拉强度彡1750Mpa,常温及-40 V的Aku2彡20J,端淬试验 J20彡55HRC。端淬试验是按GB/T225进行的。本发明各实施例与比较钢的化学成分见表1。将本发明钢轧制成Φ50πιπι，与比较钢进行比较。
权利要求
1.一种保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，其特征在于化学成分按照重量百分比配比如下C 0. 56%-0. 64%, Si 1. 40%-2. 00%, Mn 0. 40%-0. 80%, Cr 0. 70%-1. 00%, Ni 0. 10%-0. 40%, Cu ^ 0. 25%, P^O. 025%, S^O. 025%,其余为 Fe 及杂质；具有 880°C 士20°C 淬火后430士50°C回火抗拉强度彡1750Mpa，常温及_40°C的Aku2彡20J，Aku2为U型缺口 2mm的冲击功，单位J ；端淬试验J20 ^ 55HRC，J20代表端淬试验距离喷水端20mm处的硬度，单位HRC。
2.根据权利要求1所述之保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，其特征在于Mn范围是重量百分比0. 65%-0. 80%ο
3.根据权利要求1或2所述之保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，其特征在于附范围是重量百分比0. 10%-0. 30%O
全文摘要
本发明型涉及一种保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，属于合金钢技术领域。技术方案是化学成分按照重量百分比配比如下C0.56%-0.64%，Si1.40%-2.00%，Mn0.40%-0.80%，Cr0.70%-1.00%，Ni0.10%-0.40%，Cu≤0.25%，P≤0.025%，S≤0.025%，其余为Fe及杂质；具有880℃±20℃淬火后430±50℃回火抗拉强度≥1750Mpa，常温及-40℃的Aku2≥20J，Aku2为U型缺口2mm的冲击功，单位J；端淬试验J20≥55HRC，J20代表端淬试验距离喷水端20mm处的硬度，单位HRC。本发明积极效果提高钢的淬透性的同时，提高钢的冲击韧性，特别适用于制作规格≤φ50mm的圆柱螺旋弹簧。
文档编号C22C38/40GK102560263SQ201210005280
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者于凯军, 周举俊, 张立良, 戴观文, 李本和, 杨进航, 梁玫, 王信康, 董大西, 陈红卫, 齐建军 申请人:河北钢铁集团有限公司, 石家庄钢铁有限责任公司