一种稀土元素汽车支架钢材料及其制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种稀土元素汽车支架钢材料及其制造工艺，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.35-0.4%、硅0.4-0.5%、锰0.2-0.5%、铬0.45-0.55%、钼0.65-0.70%、镍0.02-0.03%、镧0.1-0.2%、铈0.2-0.3%、镨0.02-0.03%、钕0.01-0.02%、铌0.03-0.04%、钛0.016-0.018%、铪0.045-0.050%、锆0.02-0.04%、硫0.02-0.25%、磷≤0.01%，余量为铁；本发明先制成合金块再通过熔化并加入合金元素制成铸件，以达到提高超高强度合金钢锻件的韧性，减少超高强度合金钢锻件疲劳强度/抗拉强度比值的下降程度，本发明的钢材料中通过加入稀土元素，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，不仅具有强度和硬度高的特点，而且韧性、可塑性好。
【专利说明】一种稀土元素汽车支架钢材料及其制造工艺
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种合金钢及其制造方法，特别涉及一种稀土元素汽车支架钢材料的 制造工艺。
[0003]
【背景技术】
[0004] 汽车的金属配套零件，不仅在结构强度与功能上有较高的要求，同时在机械加工 上同样重要，这样的要求不仅是满足汽车使用上的基本条件，同时也是安全可靠延长使用 寿命的保障。
[0005] 现有技术中，生产汽车配件的钢材为普通的中低含量合金钢，因这些汽车金属配 件在使用功能上一般是频繁的运动部件，磨损率很高，更换频繁，增加了维护成本；寻找到 一种提高硬度和耐磨性能，同时零件表面耐热性能高的中低含量的合金钢就显的非常重 要。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺。
[0008] 本发明采用如下技术方案： 稀土元素汽车支架钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳〇. 35-0. 4%、 硅 0· 4-0. 5%、锰 0· 2-0. 5%、铬 0· 45-0. 55%、钥 0· 65-0. 70%、镍 0· 02-0. 03%、镧 0· 1-0. 2%、 铈 0· 2-0. 3%、镨 0· 02-0. 03%、钕 0· 01-0. 02%、铌 0· 03-0. 04%、钛 0· 016-0. 018%、铪 0· 045-0. 050%、锆 0· 02-0. 04%、硫 0· 02-0. 25%、磷彡 0· 01%，余量为铁。
[0009] 稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺，包括以下步骤： (1) 合金块的制作：将铬铁与废铁按4-6 :1比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁， 作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镧、铈、镨、钕、铌、钛、铪和锆合金元素合 金化，所述的镧、铈合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的3/4,熔化过程中采用精 炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯； (2) 铸造：将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，然后向其中加入剩余量的 镧、铈合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅 拌均匀，在1450-1570°C精炼30-40min，保温18-25min后取样，分析成分后，调整成分，熔 化30-40min，铸造成型，出钢温度为1250-1480°C ; (3) 锻造及热处理：对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度> 950°C，终锻温度 彡820°C，锻造变形量> 32%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度550-600°C，保 温时间3-4h ;然后进行淬火处理，淬火温度750-820°C，回火温度450-580°C，回火时间 45_55min〇
[0010] 本发明的有益效果： 本发明先制成合金块再通过熔化并加入合金元素制成铸件，以达到提高超高强度合金 钢锻件的韧性，减少超高强度合金钢锻件疲劳强度/抗拉强度比值的下降程度，本发明的 钢材料中通过加入稀土元素，形成的合金材料具有较好的综合力学性能，不仅具有强度和 硬度高的特点，而且韧性、可塑性好。
[0011]
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 :稀土元素汽车支架钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为： 碳 0· 35-0. 4%、硅 0· 4-0. 5%、锰 0· 2-0. 5%、铬 0· 45-0. 55%、钥 0· 65-0. 70%、镍 0· 02-0. 03%、镧 0· 1-0. 2%、铈 0· 2-0. 3%、镨 0· 02-0. 03%、钕 0· 01-0. 02%、铌 0· 03-0. 04%、钛 0· 016-0. 018%、铪 0· 045-0. 050%、锆 0· 02-0. 04%、硫 0· 02-0. 25%、磷彡 0· 01%，余量为铁。
[0013] 稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺，包括以下步骤： (1) 合金块的制作：将铬铁与废铁按4-6 :1比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁， 作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镧、铈、镨、钕、铌、钛、铪和锆合金元素合 金化，所述的镧、铈合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的3/4,熔化过程中采用精 炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯； (2) 铸造：将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，然后向其中加入剩余量的 镧、铈合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅 拌均匀，在1450-1570°C精炼30-40min，保温18-25min后取样，分析成分后，调整成分，熔 化30-40min，铸造成型，出钢温度为1250-1480°C ; (3) 锻造及热处理：对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度> 950°C，终锻温度 彡820°C，锻造变形量> 32%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度550-600°C，保 温时间3-4h ;然后进行淬火处理，淬火温度750-820°C，回火温度450-580°C，回火时间 45_55min〇
[0014] 本发明制造的的汽车支架试验数据：抗拉强度1220MPa;屈服强度 σ 〇· 2彡1035MPa ;延伸率δ 5(%。）彡10. 5 ;断面收缩率Ψ (%。）彡23 ;室温冲击韧性 a ku(42°C )彡 68J/cm2 ;低温冲击韧性 σ ku(-40°C )彡 39J/cm2 ;硬度 HRC38-45 ;由此合金 钢制作的汽车支架的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，汽车支架的使用寿命能大 大提商。
【权利要求】
1. 一种稀土元素汽车支架钢材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量 百分比为：碳 〇· 35-0. 4%、硅 0· 4-0. 5%、锰 0· 2-0. 5%、铬 0· 45-0. 55%、钥 0· 65-0. 70%、镍 0· 02-0. 03%、镧 0· 1-0. 2%、铈 0· 2-0. 3%、镨 0· 02-0. 03%、钕 0· 01-0. 02%、铌 0· 03-0. 04%、钛 0· 016-0. 018%、铪 0· 045-0. 050%、锆 0· 02-0. 04%、硫 0· 02-0. 25%、磷彡 0· 01%，余量为铁。
2. -种如权利要求1所述的稀土元素汽车支架钢材料的制造工艺，其特征在于包括以 下步骤： (1) 合金块的制作：将铬铁与废铁按4-6 :1比例投入真空感应炉中熔化，再加入生铁， 作为铁基质来源；进行脱硫、脱氧；然后依次加入镧、铈、镨、钕、铌、钛、铪和锆合金元素合 金化，所述的镧、铈合金元素加入量为其配方中各自质量百分比的3/4,熔化过程中采用精 炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成钢坯； (2) 铸造：将步骤（1)的钢坯放入电弧炉中熔化至熔融状态，然后向其中加入剩余量的 镧、铈合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅 拌均匀，在1450-1570°C精炼30-40min，保温18-25min后取样，分析成分后，调整成分，熔 化30-40min，铸造成型，出钢温度为1250-1480°C ; (3) 锻造及热处理：对步骤（2)中的成型件进行锻造，开锻温度> 950°C，终锻温度 彡820°C，锻造变形量> 32%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度550-600°C，保 温时间3-4h ;然后进行淬火处理，淬火温度750-820°C，回火温度450-580°C，回火时间 45_55min〇
【文档编号】C21D8/00GK104195467SQ201410363785
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】徐泽军 申请人:锐展(铜陵)科技有限公司