本发明属于冶金技术领域，涉及一种保淬透性汽车曲轴用钢42crmoh的生产方法。
技术背景
汽车曲轴是汽车的关键部分，它直接影响汽车行驶的可靠性与安全性，因此必须具有足够的强度、刚度、淬透性和抗疲劳性能。因此，汽车曲轴用钢crmo系列是使用档次高和质量要求高的特钢产品。汽车曲轴用42crmo钢作为为高档合金材料，要求有高的淬透性和疲劳寿命，对钢材的表面、内部以淬透性和及疲劳寿命要求比较高。按照中国国标qc/t513-1999《汽车曲轴用台架疲劳寿命试验方法》和qc/t483-1999《汽车曲轴疲劳寿命限值》中标准要求：汽车曲轴疲劳寿命同时达到b5不小于30万次（或b10不小于38万次）和b50不小于70万次的双指标为合格品。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种汽车曲轴用钢42crmoh的生产方法，其圆钢代表规格为φ70mm，锻造成汽车前轴零件后要求调质硬度30-36hrc，淬透性和抗疲劳寿命优良，锻件表面喷丸强化处理、晶粒度5-8级、曲轴总成疲劳寿命试验达100万次无损坏。
发明的技术方案：
一种汽车曲轴用钢42crmoh的生产方法，采用工艺路线为转炉+lf炉+vd炉或rh炉。钢的化学成分重量百分比为c=0.39-0.41，si=0.20-0.30，mn=0.74-0.80，p≤0.015，s≤0.010，cr=1.10-1.16，mo=0.18-0.24，[ni≤0.25，al≤0.020，ca≤0.0010，ti≤0.0045，n≤0.0050，o≤0.0020，cu≤0.20，sn≤0.010，as≤0.020%，其余为fe和不可避免的杂质，ceq=0.79-0.82，理想临界值di=125±5mm。关键工艺步骤包括：
冶炼：转炉出钢[c]≥0.10，[p]≤0.010，采用lf+vd炉或rh炉精炼工艺，lf炉精炼全程吹氩，造渣脱氧，白渣保持时间≥20min，精炼渣碱度cao/sio2≥2.5；vd/rh真空脱气处理，在真空度0.5tor以下保持时间不小于12min，出站钢水[n]≤45ppm，[h]≤2ppm，[o]≤15ppm；
连铸：采用全程保护浇铸，中包过热度目标值15℃～25℃，铸坯尺寸为300mm×430mm；
加热：铸坯加热段温度1170～1210℃，加热段时间≥80min；均热段温度1180～1220℃之间，均热段时间≥80min。
轧制：800轧机采用大压下进行轧制，增加初轧压下量，一、二道次压下量分别按65mm、60mm控制；开轧温度≥1000℃，终轧温度≥850℃。
冷却：轧后圆钢采用密排进保温罩缓冷，冷速≤0.13℃/s；进保温罩温度730~750℃，在保温罩时间≥35min，出保温罩后快速入坑缓冷。
精整：超声波探伤+磁粉表面探伤+扒皮。
发明原理：
本发明主要从以下几方面来提高产品的淬透性和疲劳寿命：
化学成分的设计。含碳量在化学成分中对淬透性和疲劳极限的影响是主要的，疲劳极限随含碳量的增加而升高，钢中合金元素能够提淬透性、高塑性和韧性，缩小含碳量的波动范围，提高合金mn、cr、mo元素的含量，并适当加入提高冲击韧性的ni元素，对疲劳强度是有利的。
降低钢中非金属夹杂物。钢中由于非金属夹杂物的存在,破坏了金属基体的连续性,易产生应力集中,成为金属疲劳的发源地。裂纹多数产生在氧化物、点状夹杂物和基体之间,当应力足够大时就产生裂纹,并迅速扩展而破坏。非金属夹杂物塑性越低,形状越尖棱,则应力集中也就越大。为了提高产品的淬透性和疲劳寿命，控制好真空脱气处理和炉外精炼，减少非金属夹杂物的含量、改变夹杂物类型和分布状态。
钢种硫含量的控制。钢中的硫化物几乎全部以硫化物形态存在。一些研究表明，钢中呈椭球状的mns夹杂物能够包裹危害较大的氧化物夹杂,形成氧化物-硫化物共生夹杂物，当硫化物与氧化物共生时，则残余应力较低，压应力的作用也小,这将阻碍裂纹的发生,材料也就增强了抵抗外来应力的能力,提高材料的疲劳寿命。适当提高钢中的硫含量，则钢中的化合硫相应增高，增加氧化物被硫化物包围的机会，导致共生夹杂数量增多，减少了氧化物对疲劳寿命的影响。
降低钢中气体含量、残余元素ti、ca含量。钢中气体含量是影响材质的重要因素，钢中含氧量增高，弯曲疲劳和接触疲劳寿命在高应力作用下随之降低。钢种氮含量过高容易形成氮化物：氮化钛、氮化铝夹杂。钢中氢含量越高，在轧后的冷却过程中,通过氢原子的扩散输运的富集,越容易产生白点断裂。通过lf精炼和vd/rh抽真空处理将钢水中的活度氧含量控制在5ppm以内，氢含量控制在1.5ppm以内。氧含量控制在50ppm以氧含量控制在5ppm以内。ti是形成氮化物的最强元素之一，ti留在钢中形成多棱角的夹杂物，ca容易形成硬质点夹杂，这两种夹杂物容易引起局部应力集中，产生疲劳裂纹，因此要控制此两种元素的含量。
提高产品表面质量。由于疲劳裂纹经常从零构件的表面开始，产品表面产生的裂纹缺陷造成应力集中，造成疲劳失效。如存在表面划伤、微裂纹、脱碳等表面缺陷,将会影响产品性能的均匀性,从而大幅降低产品的疲劳寿命。提高产品的表面质量将明显提高产品的使用性能和使用寿命。
优化轧制工艺，提高产品晶粒度。晶粒越小，则单位体积内的晶界越多，晶界间的原子排列比晶粒内部更为紊乱，位错密度较高。一方面晶界对塑性变形(如滑移等)的阻碍作用增强，有利于强度的提高；另一方面晶粒越小、细、圆，钢丝的塑性越好。细晶粒可以提高产品的淬透性和强韧性，从而提高抗疲劳性能。
本发明的有益效果：本发明自创中碳高合金成分设计体系，lf+vd/rh复合精炼技术，严格控制钢水的纯净度，并采用高温大压下轧制缓冷新技术，生产的汽车曲轴用42crmoh钢，经试制成汽车曲轴零件，其疲劳台架试验达到100万次无损坏，产品可广泛应用于制造汽车曲轴等关键部分零件；.本发明突破常规42crmoh的生产工艺，利用一般钢厂现有设备和工艺条件可成功实现。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步说明：
实施例1：
一种汽车曲轴用钢42crmoh的生产方法，钢的化学成分组成重量百分比为c=0.40，si=0.22，mn=0.76%，p=0.012，s=0.005，cr=1.0932，ti=0.0017，ca=0.0002，al=0.0137，ni=0.08，cu=0.0239，mo=0.20，其余为fe和不可避免的杂质，ceq=0.805，临界直径di值=125；关键工艺步骤包括：
冶炼：转炉出钢p=0.009，c=0.06，采用lf+vd精炼工艺，lf炉精炼全程吹氩，造渣脱氧，白渣保持时间21min，精炼渣碱度cao/sio2=3.5；vd真空脱气处理，在真空度0.5tor以下，真空保持时间18min，出站钢水n=45ppm，h=1.2ppm，o=3.4ppm。
连铸：采用全程保护浇铸，中包过热度23℃。
加热：温度1190～1200℃，时间250min。
轧制：轧制规格φ70mm，800轧机采用大压下。
冷却：釆用三排密排进保温罩缓冷工艺，进罩温度740-760℃，保温时间40min。
钢材检验结果见表1~表3所示。
实施例2：
一种汽车曲轴用钢42crmoh的生产方法，钢的化学成分组成重量百分比为c=0.42，si=0.27，mn=0.75，p=0.0125%，s=0.0185，cr=1.1043%，ti=0.0035，ca=0.0005，al=0.0154，ni=0.0848，cu=0.0329，mo=0.1832，其余为fe和不可避免的杂质，ceq=0.8075，临界直径di值=127。关键工艺步骤包括：
冶炼：转炉出钢p=0.010，c=0.11，采用lf+vd精炼工艺，lf炉精炼全程吹氩，造渣脱氧，白渣保持时间25min，精炼渣碱度cao/sio2=3.9；vd真空脱气处理，在真空度0.5tor以下，真空保持时间19min，出站钢水n=40ppm，h=1.1ppm，o=3.1ppm。
连铸：采用全程保护浇铸，中包过热度21℃。
加热：温度1180～1220℃，时间260min。
轧制：轧制规格φ70mm，采用800轧机大压下，生产工艺控制正常。
冷却：釆用两排密排进保温罩缓冷工艺（釆用三个保温罩），进罩温度730-760℃，保温时间42min。
钢材检验结果见表1~表3所示。
实例3：
一种汽车曲轴用钢42crmoh的生产方法，钢的化学成分组成重量百分比为c=0.41，si=0.28，mn=0.75，p=0.0081，s=0.0187，cr=1.1203，ti=0.0038，ca=0.0004，al=0.0152，ni=0.0786，cu=0.0397，mo=0.1745，其余为fe和不可避免的杂质，ceq=0.8066，临界直径di值=127。关键工艺步骤包括：
冶炼：转炉出钢p=0.007，c=0.12，采用lf+vd精炼工艺，lf炉精炼全程吹氩，造渣脱氧，白渣保持时间25min，精炼渣碱度cao/sio2=3.8；vd真空脱气处理，在真空度0.5tor以下，真空保持时间18min，出站钢水n=43ppm，h=1.2ppm，o=2.9ppm。
连铸：采用全程保护浇铸，中包过热度18℃。
加热：温度1190～1220℃，均热时间240min。
轧制：轧制规格φ70mm，采用800轧机大压下，生产工艺控制正常。
冷却：轧后采用两排密排进保温罩缓冷，进罩温度730-750℃
钢材检验结果见表1~表3所示。
表1实施例中钢材的低倍组织检验情况
表2实施例中钢材的末端淬透性、非金属夹杂物检验结果
表3实施例中钢材的力学性能、脱碳、晶粒度检验结果
从表1~表3的检验结果可见，采用本发明的方法生产的汽车曲轴用42crmoh钢，各项检验指标较好，钢材气体含量，非金属夹杂物较低，能够很好的满足汽车曲轴超高淬透性和疲劳寿命的使用需求。