Si :主要以固溶强化形式提高钢的强度，但过高的硅含量会恶化钢的冷变形能力， 且其脱氧产物具有较高硬度，切削过程对刀具磨损严重，因此本发明硅含量设计为〇. 40? 〇? 60%，优选地为 0? 41 ?0? 57 %。
[0023] Mn :在铁素体中，Mn的固溶强化作用仅次于P和Si，可以提高钢材强度，并且不会 显著恶化钢的变形能力，但含量低于0. 80%时，其强化效果不明显；Mn还能与S反应生成 MnS夹杂提高钢材切削性能，并能防止导致热脆性的低熔点FeS在晶界析出，同时MnS夹 杂还可以成为BN夹杂形核核心，降低BN夹杂析出所需吉普斯自由能，增加BN夹杂析出数 量，从而提高钢材的切削性能。因此，本发明锰含量设计为1. 2?1. 5%，优选地为1. 25? 1. 47%。
[0024] P :P能强化铁素体相，但P对钢材性能而言是有害元素，理论上要求其含量越低越 好，才能保证本发明钢的性能。
[0025] S :钢中硫与锰可形成的MnS夹杂可作为BN夹杂形核核心，提高BN夹杂形核率，增 加钢中BN夹杂数量，但过多的MnS夹杂会增大钢材性能的各向异性，严重限制钢材的应用。
[0026] N :钢中N与B反应生成有利于改善切削性能的BN有利夹杂，且通过V (C、N)的生 成实现钒微合金化提高钢材强度的目的，因此钢中需要适量的N含量，但若N含量过多，会 恶化钢材力学性能并降低钢材成材率。因此，本发明氮含量设计为〇. 03?0. 05%，优选地为 00. 037 ?0? 048 % 或 0? 040 ?0? 050%。
[0027] B :B的添加是为形成BN夹杂，以改善钢材切削性能。钢中B含量过低，难以生成 足够量的BN夹杂，过高则极易恶化钢材韧性且不利于钢材推广应用。因此本发明B含量设 计为0. 01?0. 02 %，优选地为0. 015?0. 02 %。
[0028] A1 :铝作为脱氧剂加入钢中，一定量的铝有利于促进BN夹杂的析出，但过量的A1 会影响钢材力学性能，降低钢材切削性能。因此，本发明铝含量设计为〇. 01?〇. 03%，优选 地为 0? 018 ?0? 028 %。
[0029] V :作为提高钢材强度的微合金化元素加入，钒在奥氏体中固溶温度较低，但扩散 速度快，在加热和均热阶段，沉淀物发生溶解，在热加工期间保持溶解状态，而随后冷却时 弥散沉淀析出使钢的强度增加，但过多的钒会增加冶炼成本且对钢的进一步强化效果不明 显。因此，本发明钒含量设计为0. 1?0. 15%，优选地为0. 12?0. 15% ;当钒含量设计为 0? 04 ?0? 08%，优选地为 0? 051 ?0? 070%。
[0030] Ti :作为提高钢材强度的微合金化元素加入，钛的碳氮化物弥散沉淀析出能细化 晶粒，使钢的强度增加，但过多的钛会增加冶炼难度。因此，本发明钛含量设计为〇. 02? 〇? 04%，优选地为 0? 02 ?0? 03%。
[0031] 本发明与现有技术相比，其利用BN夹杂能显著改善钢材切削性能且对力学性能 无影响的特点，研发出一种强度高非调质的BN型易切削钢。其与硫系易切削钢相比，具 有更好的力学性能；与铅系易切削钢相比，具有更好的环保性；与稀有金属系易切削钢比， 具有更低的生产成本，市场应用前景广阔；采用钒微合金化，热轧态性能达到：抗拉强度 彡1200MPa，屈服强度彡850MPa、延伸率A彡15%、断面收缩率Z彡20%兼具优良切削性能。
【附图说明】
[0032] 图1本发明钢中BN的分布图（200X); 图2为本发明钢断屑性能情况图； 图3为对比例1钢种的断屑性能情况图。
【具体实施方式】
[0033] 下面对本发明予以详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的取值列表； 表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表； 表3为本发明各实施例及对比例力学及切削性能检测情况列表。
[0034] 本发明各实施例按照以下步骤生产： 1) 冶炼并连铸成述； 2) 对方坯加热，控制加热温度为1150?1250°C，保温时间120?150min ; 3) 热轧成棒钢：控制粗轧开轧温度在1100?1200°C ;控制精轧终轧温度在750? 850。。； 4) 进行穿水冷却，在冷却速度为20?120°C /min下冷却到300?500°C ; 5) 经打捆后入坑进行缓冷，冷却至室温。
[0035] 表1本发明各实施例及对比例的取值列表（wt%)
【主权项】
1. 钒微合金化BN系Rel彡1200MPa非调质易切削钢，其组分及重量百分比含量为：C : 0? 30 ?0? 50 %、Si :0? 40 ?0? 60 %、Mn :1. 2 ?1. 5 %、P 彡 0? 015 %、S 彡 0? 015 %、N :0? 03 ? 0. 05 %、B :0. 01 ?0. 02 %、A1 :0. 01 ?0. 03 %、V :0. 1 ?0. 15 %，其余为 Fe 及不可避免的 杂质。
2. 如权利要求1所述的钒微合金化BN系Rel > 1200MPa非调质易切削钢，其特征在 于：其组分及重量百分比含量进一步地为：C :0. 41?048 %、Si :0. 41?0. 57 %、Mn :1. 25? 1. 47%、P 彡 0? 015 %、S 彡 0? 015 %、N :0? 037 ?0? 048 %、B :0? 015 ?0? 02 %、A1 :0? 018 ? 0. 028 %、V :0. 12 ?0. 15 %。
3. 钒微合金化BN系Rel彡1200MPa非调质易切削钢，其组分及重量百分比含量为： C :0? 30 ?0? 50%、Si :0? 40 ?0? 60%、Mn :1. 2 ?1. 5%、P 彡 0? 015%、S 彡 0? 015%、N :0? 03 ? 0? 05%、B :0? 01 ?0? 02%、A1 :0? 01 ?0? 03%、V :0? 04 ?0? 08%、Ti :0? 02 ?0? 04%，其余为 Fe 及不可避免的杂质。
4. 如权利要求3所述的钒微合金化BN系Rel > 1200MPa非调质易切削钢，其特征在 于：C的重量百分比含量为：0. 35?0. 45%。
5. 如权利要求3所述的钒微合金化BN系Rel > 1200MPa非调质易切削钢，其特征在 于：B的重量百分比含量为：0. 015?0. 020%。
6. 如权利要求3所述的钒微合金化BN系Rel > 1200MPa非调质易切削钢，其特征在 于：N的重量百分比含量为：0. 040?0. 050%。
7. 如权利要求3所述的钒微合金化BN系Rel > 1200MPa非调质易切削钢，其特征在 于：V的重量百分比含量为0. 051?0. 070%。
8. 如权利要求3所述的钒微合金化BN系Rel > 1200MPa非调质易切削钢，其特征在 于：Ti的重量百分比含量为0. 020?0. 030%。
9. 生产权利要求1至8所述的钒微合金化BN系Rel彡1200MPa非调质易切削钢的方 法，其步骤： 1) 冶炼并连铸成述； 2) 对方坯加热，控制加热温度为1150?1250°C，保温时间120?150min ; 3) 热轧成棒钢：控制粗轧开轧温度在1100?1200°C ;控制精轧终轧温度在750? 850。。； 4) 进行穿水冷却，在冷却速度为20?120°C /min下冷却到300?500°C ; 5) 经打捆后入坑进行缓冷，冷却至室温。
【专利摘要】钒微合金化BN系Rel≥1200MPa非调质易切削钢，其组分及wt%为：C：0.30～0.50%、Si：0.40～0.60%、Mn：1.2～1.5%、P≤0.015%、S≤0.015%、N：0.03～0.05%、B：0.01～0.02%、Al：0.01～0.03%、V：0.1～0.15%；工艺：冶炼并连铸成坯；对方坯加热；热轧成棒钢；穿水冷却；经打捆后入坑进行缓冷至室温。本发明利用BN夹杂能显著改善钢材切削性能且对力学性能无影响的特点而研发。其与硫系易切削钢相比，具有更好的力学性能；与铅系易切削钢相比，具有更好的环保性；与稀有金属系易切削钢比，具有更低的生产成本，市场应用前景广阔；采用钒微合金化，钢板热轧态性能达到：抗拉强度≥1200MPa，屈服强度≥850MPa、延伸率A≥15%、断面收缩率Z≥20%兼具优良切削性能。
【IPC分类】C22C38-12
【公开号】CN104593667
【申请号】CN201410481630
【发明人】张帆, 吴杰, 徐志, 周新龙, 罗国华, 刘婳, 王媛, 龙莉
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年9月19日