专利名称：中碳微合金化工程机械履带链片用钢及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金及金属材料领域，具体地说，涉及一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢及其生产工艺。
背景技术：
工程机械履带用钢，是机械工业大量使用的钢材，对钢的机械性能要求十分严格。工程机械的主要结构件承受的是复杂多变的周期载荷，要求其构件材料具有高的屈服强度和疲劳强度、良好的冲击韧性、冷成型性和优良的可焊性能。随着工程机械向大型化轻型化发展，对上述性能的要求更为突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢，具有优良的力学性能。本发明的技术方案如下:一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢，化学组分按质量百分数为:C0.30
0.37%、Si0.15 0.35%、Mn0.80 1.50%、P ≤ 0.025%、S0.005 0.030%、Al ( 0.055%、B0.0005 0.0035%、V ≤ 0.15%、Ti ( 0.080%、Cr ( 0.30%、Ni ( 0.30%、Cu ( 0.35%、Mo ( 0.15%、Pb ( 0.020%、Sn ( 0.030%，其它为Fe和不可避免的杂质。进一步，化 学组分按质量百分数为:C0.33%, Si0.24%, Mn 1.24%, P0.016%, S0.013%、A10.023%、B0.0017%、V0.074%、Ti0.01%、Cr0.22%、Ni0.05%、Cu0.08%、Mo0.04%、Pb0.005%、Sn0.003%,其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.36%、Si0.28%、Mnl.27%、P0.020%、S0.019%、A10.044%、B0.0020%、V0.080%、Ti0.08%、Cr0.23%、Ni0.30%、Cu0.35%、Mo0.15%、Pb0.020%、Sn0.030%,其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.35%、Si0.26%、Mnl.26%、P0.018%、S0.015%、A10.030%、B0.0019%、V0.078%、Ti0.05%、Cr0.22%、Ni0.20%、Cu0.19%、Mo0.11%、Pb0.010%、Sn0.014%，其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.30%、Si0.15%、Mn0.80%、P0.011%、S0.005%、A10.055%、B0.0005%、V0.150%、Ti0.060%、Cr0.30%、Ni0.17%、Cu0.21%、Mo0.13%、Pb0.005%、Sn0.017%，其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.37%、Si0.35%、Mnl.50%、P0.025%、S0.030%、A10.017%、B0.0035%、V0.008%、Ti0.050%、Cr0.19%、Ni0.28%、Cu0.11%、Mo0.12%、Pb0.010%、Sn0.006%，其它为 Fe 和不可避免的杂质。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，使得到的履带链片用钢具有优良的力学性能。本发明的技术方案如下:一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，包括转炉冶炼、钢包炉精炼、真空脱气、连铸、轧钢和热处理，得到的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的化学组分按质量百分数为:C0.30 0.37%、Si0.15 0.35%、Mn0.80
1.50%、P 彡 0.025%、S0.005 0.030%、Al ( 0.055%、B0.0005 0.0035%、V 彡 0.15%、Ti ( 0.080%,Cr ( 0.30%,Ni ( 0.30%,Cu ( 0.35%、Mo ( 0.15%,Pb ( 0.020%,Sn ( 0.030%,其它为Fe和不可避免的杂质。进一步，所述转炉冶炼的过程包括:每炉转炉冶炼钢水加入白灰4000_5000kg，白云石900-2200kg，铁皮球1600-2200kg，出钢过程中加入锰铁200kg，矽锰合金1200kg，高碳铬铁200kg，铝硅锰200kg，增碳剂无烟煤160-330kg进行脱氧合金化，所述每炉转炉冶炼钢水的质量为120吨；所述转炉冶炼的出钢温度1596-1629°C，转炉终点钢水的碳质量百分数为0.04-0.19%，磷质量百分数为0.006-0.020% ;其中，转炉铁水中磷的质量百分含量(0.012%。进一步，所述钢包炉精炼的过程包括:根据所述转炉冶炼后钢水成分及温度加辅料造渣，加合金微调和升温操作；其中，每炉转炉冶炼后钢水加入白灰300-400kg，矾土100-200kg，电石100-200kg造渣，每炉转炉冶炼后钢水的质量为120吨；根据精炼就位时钢水的成分每炉精炼就位的钢水加入锰铁50-300kg、硅铁60-120kg、钒铁90kg、硅钙钡镁100kg、硼铁15-16kg、喂入铝线IOOm进行微调，每炉精炼就位的钢水的质量为120吨；所述钢包炉精炼的就位温度1538-1581°C，钢包炉精炼的离位温度1621_1670°C，精炼处理时间32_55min0进一步:所述真空脱气的深真空时间> 13min，深真空度彡0.lOKPa，软吹时间10-16min，软吹流量45-50NL/min，上台温度1559-1611 °C ;所述真空脱气后喂入硅钙线150-200m进行夹杂物变性并且根据真空脱气时的钢水中的硫含量加入硫铁调节，使硫的质量百分含量在0.010-0.030%。进一步:所述连铸的过热度为24-30°C，拉速为0.70m/min-l.15m/min ;二冷区采用弱冷冷却，为了防止连铸铸坯产生裂纹，连铸铸坯下线采取下铺上盖型堆垛缓冷，避开风口堆放，缓冷时间大于36小时。进一步:所述轧钢在加热炉内进行，钢坯在加热炉内的加热时间大于4小时，钢坯开轧温度为1150°C -1180°C，终轧温度为930°C -980°C，轧制规格为Φ 60mm- Φ 70mm,为了防止圆钢产生裂纹，热锯后圆钢下线采取堆垛缓冷，避开风口堆放，缓冷时间大于36小时。进一步，所述热处理包括:末端淬透性热处理和力学性能热处理；其中，所述末端淬透性热处理的工艺为:所述圆钢在890°C ±10°C正火，然后在860°C ±5°C淬火；所述力学性能热处理工艺为:所述圆钢在860°C ±5°C淬火，然后在530°C ±10°C回火。进一步，得到的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的化学组分按质量百分数为:C0.33%、Si0.24%、Mnl.24%、P0.016%、S0.013%、A10.023%、B0.0017%、V0.074%、Ti0.01%、Cr0.22%、Ni0.05%、Cu0.08%、Mo0.04%、Pb0.005%、Sn0.003%,其它为 Fe 和不可避免的杂质;或者，C0.36%、Si0.28%、Mnl.27%、P0.020%、S0.019%、A10.044%、B0.0020%、V0.080%、Ti0.08%,Cr0.23%,Ni0.30%,Cu0.35%,Mo0.15%,Pb0.020%、Sn0.030%，其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.35%,Si0.26%、Μη1.26%,P0.018%,S0.015%、Α10.030%,B0.0019%,V0.078%、Ti0.05%、Cr0.22%、Ni0.20%、Cu0.19%、Mo0.ll%、Pb0.010%、Sn0.014%，其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.30%,Si0.15%,Mn0.80%,P0.011%,S0.005%、Α10.055%、Β0.0005%,V0.150%、Ti0.060%、Cr0.30%、Ni0.17%、Cu0.21%、Mo0.13%、Pb0.005%、Sn0.017%,其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.37%、Si0.35%、M nl.50%、P0.025%、S0.030%、A10.017%、B0.0035%、V0.008%、Ti0.050%、Cr0.19%、Ni0.28%、Cu0.11%、Mo0.12%、Pb0.010%、Sn0.006%,其它为 Fe和不可避免的杂质。
本发明的技术效果如下:本发明通过制定严谨合理的生产工艺，优化转炉、精炼及连铸工艺，合理控制过程参数，对钢水的终点成分、连铸配水、铸坯拉速等进行严格控制，得到中碳微合金化工程机械履带链片用钢，其钢材的表面质量、低倍组织、非金属夹杂物、晶粒度、金相组织等冶金质量均满足技术条件要求。
具体实施例方式本发明的生产工艺包括:转炉冶炼一钢包炉(Ladle Furnace，LF)精炼一真空脱气(Vacuum Degassing)—连铸。工业试生产5炉钢，具体的生产过程如下:步骤S1:转炉冶炼为保证产品质量及供精炼钢水成分，转炉铁水中磷的质量百分含量< 0.012%。在转炉冶炼过程中加入白灰、白云石等造渣辅料，出钢过程中根据成品钢成分要求加入增碳剂、锰铁、矽锰、铬铁和铝硅锰进行脱氧合金化。本发明的实施例中在转炉冶炼时每炉转炉冶炼钢水加入白灰4000_5000kg，白云石900-2200kg，铁皮球1600-2200kg，出钢过程中加入锰铁200kg，矽锰合金1200kg，高碳铬铁200kg，铝硅锰200kg，增碳剂无烟煤160-330kg进行脱氧合金化。每炉转炉冶炼钢水的质量为120吨。转炉冶 炼的出 钢温度1596-1629°C，转炉终点钢水的碳质量百分数为
0.04-0.19%，磷质量百分数为0.006-0.020%。各实施例的转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如表I所示。
表I转炉出钢的成分及温度
_出钢温度,°c 出钢碳含量，％ 出钢磷含量，％
实施例1 1596 0.08 0.006 实施例 2 1629 0.19 0.015 实施例 3 1618 0.12 0.011 实施例 4 1621 0.04 0.008 实施例 5_1626_0J7_0.020步骤S2: LF精炼LF精炼的过程包括:根据转炉冶炼后钢水成分及温度加辅料造渣，加合金微调和升温操作。本发明的实施例中每炉转炉冶炼后钢水加入白灰300_400kg，矾土 100_200kg，电石100-200kg造洛,每炉转炉冶炼后钢水的质量为120吨。根据精炼就位时钢水的成分每炉精炼就位的钢水加入锰铁50-300kg、硅铁60-120kg、钒铁90kg、硅钙钡镁100kg、硼铁15-16kg、喂入铝线IOOm进行微调。每炉精炼就位的钢水的质量为120吨。钢包炉精炼的就位温度1538-1581 °C，钢包炉精炼的离位温度1621_1670°C，精炼处理时间32_55min。各实施例的具体精炼LF炉的工艺控制参数如表2所示。表2精炼LF炉工艺控制参数
权利要求
1.一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢，其特征在于，化学组分按质量百分数为:C0.30 0.37%、Si0.15 0.35%、Mn0.80 1.50%、P 彡 0.025%、S0.005 0.030%、Al ( 0.055%、B0.0005 0.0035%、V 彡 0.15%、Ti ( 0.080%、Cr ( 0.30%、Ni ( 0.30%、Cu ( 0.35%、Mo ( 0.15%、Pb ( 0.020%、Sn ( 0.030%，其它为 Fe 和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢，其特征在于，化学组分按质量百分数为:C0.33%、Si0.24%、Mnl.24%、P0.016%、S0.013%、A10.023%、B0.0017%、V0.074%、Ti0.01%、Cr0.22%、Ni0.05%、Cu0.08%、Mo0.04%、Pb0.005%、Sn0.003%，其它为 Fe 和不可避免的杂质;或者，C0.36%, Si0.28%, Mn 1.27%, P0.020%, S0.019%、A10.044%, B0.0020%、V0.080%、Ti0.08%、Cr0.23%、Ni0.30%、Cu0.35%,Mo0.15%、Pb0.020%、Sn0.030%，其它为 Fe 和不可避免的杂质;或者，C0.35%、Si0.26%、Μη1.26%,P0.018%、S0.015%、A10.030%,B0.0019%、V0.078%、Ti0.05%、Cr0.22%、Ni0.20%、Cu0.19%、Mo0.ll%、Pb0.010%、Sn0.014%，其它为 Fe 和不可避免的杂质;或者，C0.30%,Si0.15%,Mn0.80%,P0.011%,S0.005%、Α10.055%,Β0.0005%、V0.150%、Ti0.060%、Cr0.30%、Ni0.17%、Cu0.21%、Mo0.13%、Pb0.005%、Sn0.017%,其它为Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.37%、Si0.35%、Mnl.50%、P0.025%、S0.030%、Α10.017%、Β0.0035%、V0.008%、Ti0.050%、Cr0.19%、Ni0.28%、Cu0.11%、Mo0.12%、Pb0.010%、Sn0.006%,其它为Fe和不可避免的杂质。
3.一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，包括转炉冶炼、钢包炉精炼、真空脱气、连铸、轧钢和热处理，得到的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的化学组分按质量百分数为:C0.30 0.37%、Si0.15 0.35%、Mn0.80 1.50%、P 彡 0.025%、S0.005 0.030%、A1 ( 0.055%,B0.0005 0.0035%,V ( 0.15%、Ti ( 0.080%,Cr ( 0.30%、Ni ( 0.30%、Cu ( 0.35%、Mo ( 0.15%、Pb ( 0.020%、Sn ( 0.030%，其它为 Fe 和不可避免的杂质。
4.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于，所述转炉冶炼的过程包括:每炉转炉冶炼钢水加入白灰4000-5000kg，白云石900-2200kg,铁皮球1600-2200kg，出钢过程中加入锰铁200kg，矽锰合金1200kg，高碳铬铁200kg，铝硅锰200kg，增碳剂无烟煤160-330kg进行脱氧合金化，所述每炉转炉冶炼钢水的质量为120吨；所述转炉冶炼的出钢温度1596-1629°C，转炉终点钢水的碳质量百分数为0.04-0.19%，磷质量百分数为0.006-0.020% ;其中，转炉铁水中磷的质量百分含量(0.012%。
5.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于，所述钢包炉精炼的过程包括:根据所述转炉冶炼后钢水成分及温度加辅料造渣，加合金微调和升温操作；其中，每炉转炉冶炼后钢水加入白灰300-400kg，矾土 100-200kg，电石100-200kg造洛,每炉转炉冶炼后钢水的质量为120吨；根据精炼就位时钢水的成分每炉精炼就位的钢水加入锰铁50-300kg、硅铁60-120kg、钒铁90kg、硅钙钡镁100kg、硼铁15-16kg、喂入铝线IOOm进行微调，每炉精炼就位的钢水的质量为120吨；所述钢包炉精炼的就位温度1538-1581 °C，钢包 炉精炼的离位温度1621_1670°C，精炼处理时间32_55min。
6.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于:所述真空脱气的深真空时间> 13min，深真空度彡0.lOKPa，软吹时间10_16min，软吹流量45-50NL/min，上台温度1559-1611°C ;所述真空脱气后喂入硅钙线150_200m进行夹杂物变性并且根据真空脱气时的钢水中的硫含量加入硫铁调节，使硫的质量百分含量在·0.010-0.030%。
7.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于:所述连铸的过热度为24-30°C，拉速为0.70m/min-l.15m/min ;二冷区采用弱冷冷却，连铸铸坯下线采取下铺上盖型堆垛缓冷，避开风口堆放，缓冷时间大于36小时。
8.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于:所述轧钢在加热炉内进行，钢坯在加热炉内的加热时间大于4小时，钢坯开轧温度为1150°C -1180°C，终轧温度为930°C -980°C，轧制规格为Φ 60mm- Φ 70mm,热锯后圆钢下线采取堆垛缓冷，避开风口堆放，缓冷时间大于36小时。
9.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于，所述热处理包括:末端淬透性热处理和力学性能热处理；其中，所述末端淬透性热处理的工艺为:所述圆钢在890°C ±10°C正火，然后在860°C ±5°C淬火；所述力学性能热处理工艺为:所述圆钢在860°C ±5°C淬火，然后在530°C ±10°C回火。
10.如权利要求3所述的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的生产工艺，其特征在于，得到的中碳微合金化工程机械履带链片用钢的化学组分按质量百分数为:C0.33%、Si0.24%、Mnl.24%、P0.016%、S0.013%、A10.023%、B0.0017%、V0.074%、Ti0.01%、Cr0.22%、Ni0.05%、Cu0.08%、Mo0.04%、Pb0.005%、Sn0.003%,其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.36%、Si0.28%、Mnl.27%、P0.020%、S0.019%、A10.044%、B0.0020%、V0.080%、Ti0.08%、Cr0.23%、Ni0.30%、Cu0.35%、Mo0.15%、Pb0.020%、Sn0.030%,其它为 Fe 和不可避免的杂质;或者，C0.35%、Si0.26%、Mnl.26%、P0.018%、S0.015%、A10.030%、B0.0019%、V0.078%、Ti0.05%,Cr0.22%,Ni0.20%,Cu0.19%,Mo0.11%,Pb0.010%、Sn0.014%，其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.30%,Si0.15%、ΜηΟ.80%,P0.011%,S0.005%、Α10.055%,B0.0005%,V0.150%、Ti0.060%、Cr0.30%、Ni0.17%、Cu0.21%、Mo0.13%、Pb0.005%、Sn0.017%,其它为 Fe 和不可避免的杂质；或者，C0.37%、Si0.35%、Mnl.50%、P0.025%、S0.030%、A10.017%、B0.0035%、V0.008%、Ti0.050%、Cr0.19%、Ni0.28%、Cu0.11%、Mo0.12%、Pb0.010%、Sn0.006%,其它为 Fe和不可避免的杂质。
全文摘要
本发明公开了一种中碳微合金化工程机械履带链片用钢，化学组分按质量百分数为C0.30～0.37%、Si0.15～0.35%、Mn0.80～1.50%、P≤0.025%、S0.005～0.030%、Al≤0.055%、B0.0005～0.0035%、V≤0.15%、Ti≤0.080%、Cr≤0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.35%、Mo≤0.15%、Pb≤0.020%、Sn≤0.030%，其它为Fe和不可避免的杂质。本发明还公开了生产上述中碳微合金化工程机械履带链片用钢的制备方法。本发明得到的钢的表面质量、低倍组织、非金属夹杂物、晶粒度、金相组织等冶金质量均满足技术条件要求。
文档编号C22C33/06GK103160729SQ20131011884
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者周彦, 智建国, 宋俊涛, 李德跃, 冯岩青 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司