Owt. % 〇
[0014] 铝：与N结合形成A1N析出相，能够有效阻止形变奥氏体再结晶，提高再结晶温 度，同时具有细化晶粒作用，能够同时提高强度和韧性；本发明A1含量设计为0. 01? 0? 10wt. %，进一步控制在 0? 05 ?0? 10wt. %。
[0015] 钒：与Mo、Ti共同析出，形成（Ti，V，Mo)C复合析出相，对钢的强度具有显著提高作 用，但V含量较高时，强度提高作用越来越小，且韧性下降较多。此外含V的沉淀相也能够提 高再结晶温度，因此，本发明设计为0. 01?0. 15wt. %，进一步控制为0. 05?0. 15wt. %。
[0016] 氮：经济有效的微合金强化元素，与V、Ti、Nb等元素有很强的亲和力，可形成稳 定的间隙相，碳化物与碳化物可以互相溶解，形成碳氮化物，这些化合物能够有效阻止奥氏 体晶粒粗化，起到细化铁素体晶粒，有利于提尚初性；此外N兀素有利于促进V析出，减少V 用量，降低成本，但N含量高时，连铸时容易产生裂纹，因此，本发明N含量设计为0. 008? 0? 02wt. %，进一步控制在 N :0? 012 ?0? 02wt. %。
[0017] 铌：固溶于Fe基体中的Nb具有强烈的溶质拖拽作用，阻碍再结晶，能够显著提高 再结晶温度；此外Nb能够与C、N结合，具有沉淀强化作用，但含量较高时，阻碍再结晶作用 减小，且Nb成本较高，本发明Nb含量设计为0. 005?0. 05wt. %。
[0018] 混合稀土 RE:固溶稀土具有显著阻碍再结晶作用，提高再结晶温度，同时熔 炼时去除夹杂、减小偏析、细化晶粒等作用，但价格昂贵，本发明优选控制在0.001? 0? 005wt. % 〇
[0019] 磷：能够提高基体强度，但在锻造时对变形有抑制作用，本发明设计P含量为 0. 005 ?0. 03wt. %。
[0020] 硫：钢中杂质元素，显著降低韧性，本发明S含量设计为S < 0. 005%。
[0021] 钛：与C、N的亲和力大于V，在热锻温度范围内优先应变诱导沉淀析出TiC、TiN 相，从而有效阻止形变奥氏体再结晶，提高再结晶温度，但Ti-V复合加入时，为发挥V的强 化作用，Ti量不宜过高，且Ti含量过高时，还将降低其韧性，因此，本发明Ti含量设计为 0? 01 ?0? 15wt. %，进一步控制在 0? 05 ?0? 15wt. %。
[0022] 钨：高熔点元素，形成强碳化物，能够阻碍原子的扩散、位错的运动和晶界迀移，有 效阻止形变奥氏体再结晶，使再结晶温度提高，且W是强碳化物形成元素，不易分解，有利 于沉淀强化，但W含量较高时，钢基体导热性降低，容易出现变形、开裂的倾向，本发明W含 量设计为0. 01?0. lwt. %。
[0023] 钼：高熔点元素，形成强碳化物，能够阻碍原子的扩散、位错的运动和晶界迀移，有 效阻止形变奥氏体再结晶，使再结晶温度提高，且Mo是强碳化物形成元素，不易分解，有利 于沉淀强化，但Mo成本较高，本发明Mo含量设计为0. 005?0. 05wt. %。
[0024] 本发明的有益之处在于：本发明的非调质钢与典型调质钢锻件或非调质钢锻件 技术相比，机械性能同样优越：抗拉强度R m> 900MPa，屈服强度RpQ.2> 750MPa，屈强比 彡0. 85,延伸率A彡17%，断面收缩率Z彡50%。通过微合金化作用，使得再结晶温度达到 630°C以上，避免了在低的再结晶温度下锻造成型困难、微裂纹缺陷多、成材率低等问题，既 适用于复合锻造（热锻+温锻）成型，又具有高强韧性，完全适用于高冲击力载荷的性能要 求，具有与同用途调质钢相媲美的力学性能，同时具有缩短工艺流程、节能和降本的优点。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0026] 本发明共提供了五个实施例，各实施例的详细化学成分和质量百分比见表1。
[0027]
【主权项】
1. 一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，其特征在于，其化学成分按质量百 分比财.％如下：(：：0.25?0.40，]\111:1.0?2.0,51 :0.3?1.0，六1:0.01?0.10，￥:0.01? 0? 15，N:0? 008?0? 02，Nb:0? 005?0? 05,混合稀土 RE:0? 001?0? 0075，P:0? 005?0? 03， S <0. 005,余量为Fe及杂质。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，其特征在 于，其化学成分按质量百分比wt. %如下：C :0. 32?0. 40, Mn :1. 5?2. 0, Si :0. 3?0. 7， A1 :0? 05 ?0? 10，V :0? 05 ?0? 10，N :0? 012 ?0? 02，Nb :0? 01 ?0? 05,混合稀土 RE :0? 001 ? 0? 0075, P :0? 005 ?0? 03, S 彡 0? 005,余量为 Fe 及杂质。
3. 根据权利要求1或2所述的一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，其 特征在于，还单一添加或复合添加有如下化学成分：Ti 01?0. 15wt. %，W:0. 01? 0? lwt. %，Mo :0? 005 ?0? 05wt. %。
4. 根据权利要求3所述的一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，其特征在 于，其化学成分按质量百分比（wt. % )如下：C :0? 28, Mn :1. 81，Si :0? 45, A1 :0? 077, V : 0? 071，N :0? 018, Nb :0? 033, RE :0? 0017, P :0? Oil ;S :0? 002,余量为 Fe 及杂质。
5. 根据权利要求3所述的一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，其特征在 于，其化学成分按质量百分比（wt. % )如下：C :0. 30, Mn :1. 70, Si :0. 34, A1 :0. 065, V : 0. 13, N ：0. 009, Nb ：0. 045, RE ：0. 0038, P ：0. 009 ；S ：0. 0039, Ti ：0. 04, ff ：0. 017, Mo ：0. 007, 余量为Fe及杂质。
6. 根据权利要求4或5所述的一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，其特征 在于，非调质钢经复合锻造成型的锻件抗拉强度900MPa，屈服强度R pa2彡750MPa，屈 强比彡〇? 85,延伸率A彡17%，断面收缩率Z彡50%。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于复合锻造成型的高强韧性非调质钢，通过微合金化作用，提高非调质钢再结晶温度，使其适用于复合锻造（热锻+温锻）成型，并改善非调质钢强韧性。本发明的调质钢经复合锻造成型后，锻件的抗拉强度Rm≥900MPa，屈服强度Rp0.2≥750MPa，屈强比≥0.85，延伸率A≥17%，断面收缩率Z≥50%，该锻件能够满足高冲击载荷的性能要求，具有与同用途调质钢相媲美的力学性能，同时具有缩短工艺流程、节能和降本的优点。
【IPC分类】C22C38-12
【公开号】CN104593671
【申请号】CN201510092255
【发明人】王章忠, 毛向阳, 张保森, 朱帅帅, 陶学伟, 巴志新
【申请人】南京工程学院
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月28日