一种低温钢的制作方法

文档序号:14076458阅读:205来源:国知局

本发明属于机械制造铸造技术领域,涉及一种低温钢。



背景技术:

现在通用低温钢的种类及其化学成分是:钢号zg16mo的化学成分%c:0.12~0.2、si:0.15~0.50、mo:1.2~1.6、s≤0.045、p≤0.04;钢号zg09mo2v化学成分%c:≤0.12、si:0.15~0.50、mo:1.4~1.8、r:0.02~0.03、v:0.02~0.08、s≤0.04、p≤0.04;钢号zg06monb化学成分%c:≤0.07、si0.17~0.37、mo:1.6~1.8、nb:0.03~0.04、v:0.02~0.08、s≤0.03、p≤0.03;钢号zg06alnbcun化学成分%c:≤0.08、si≤0.35、mo:0.8~1.28、al0.04~0.15、cu0.3~0.4、n0.01~0.014、nb0.04~0.08、s≤0.035、p≤0.02。

目前我国的低温用铸造低合金钢性能是:钢号zg16mo热处理规范900℃正火600℃回火,v型缺口冲击功j(-40℃)12,使用温度℃为-40℃;钢号zg09mo2v热处理规范930℃正火670℃回火,v型缺口冲击功j(-70℃)24,使用温度℃为-70℃;钢号zg06monb热处理规范930℃正火,v型缺口冲击功j(-70℃)18.5,使用温度℃为-90℃;钢号zg06alnbcun热处理规范930℃正火,v型缺口冲击功j(-60℃)33,v型缺口冲击功j(-80℃)40,v型缺口冲击功j(-100℃)1.1,使用温度℃为-100℃;从上述化学组分和性能可以看出,低合金钢的最低使用温度为-100℃,而zg16mo的最低使用温度为-40℃,且冲击功只有12j。而铸件使用的最低温度为-175℃,-46℃时,冲击功不低于18j。在最低使用温度为-175℃时,不采用高合金钢,而是用改性zg16mo替代高合金钢,是不能达到低温冲击功要求的。



技术实现要素:

为了克服现有技术的上述缺点,本发明提供一种能提高低温冲击功的采低温钢。

一种低温钢,其化学成分及质量百分比含量如下:c为0.15~0.19、si为0.10~0.24、mo为1.5~2.1、al≤0.01、cu≤0.004、s≤0.014、p≤0.014、re为0.1~0.3、pb≤0.0015、sn≤0.001。

一种采用低合金钢制作低温钢的方法,其工艺步骤是:对上述低温钢进行熔炼,以减少低熔点化合物及脆性物质,在熔炼的氧化期,脱碳量不低于0.4%,不能出现过氧化造成后期增碳,当钢水含磷量不大于0.01%时进入还原期;在熔炼的还原期,造白渣脱硫,硫小于0.014%时,进行出钢浇铸;在浇铸时,根据铸件的结构特点,制定铸造工艺,以得到铸件的晶粒细化。

进一步,在铸造时,冒口与热节截面积比例不低于2。

本发明的积极效果是:熔炼时低合金钢将s、p、特别是p控制到最低限度,减少低熔点化合物及脆性物质;还原期添加tes,以期凝固时增加单位晶核数量从而提高晶粒度等级;在设定低合金钢化学成分时,控制好mo/c,已得到最佳的强度及韧性,从而提高低温冲击功。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明:

一种采用低合金钢制作低温钢的方法,在设定低合金钢化学成分时,以不增加贵重金属为前提,以得到铸件最佳的强度及韧性,从而提高低温冲击功,所设定的低合金钢化学成分如下:c为0.15~0.19、si为0.10~0.24、mo为1.5~2.1、al≤0.01、cu≤0.004、s≤0.014、p≤0.014、re为0.1~0.3、pb≤0.0015、sn≤0.001。

工艺步骤是:其工艺步骤是:对上述低温钢进行熔炼,以减少低熔点化合物及脆性物质,在熔炼的氧化期,脱碳量不低于0.4%,不能出现过氧化造成后期增碳,当钢水含磷量不大于0.01%时进入还原期;在熔炼的还原期,造白渣脱硫,硫小于0.014%时,进行出钢浇铸;在浇铸时,根据铸件的结构特点,制定铸造工艺,以得到铸件的晶粒细化,最好在铸造时,冒口与热节截面积比例不低于2。

熔炼时严格执行熔炼工艺,将s、p、特别是p控制到最低限度,减少低熔点化合物及脆性物质;还原期添加tes,以期凝固时增加单位晶核数量从而提高晶粒度等级。按化学成分的设定,控制好mo/c,已得到最佳的强度及韧性,从而提高低温冲击功。根据铸件的结构特点,按工艺设计要点,制定不同的铸造工艺,已得到铸件的晶粒细化。

本发明与以往的低温钢铸件制作相比有下列优势:以往的低温钢铸造,如要达到-100℃时以下的性能要求,需要含ni的高合金钢,原因是ni能降低ac3点,细化晶粒;ni的固溶软化作用,减少间隙杂质与位错的交互作用;增加1%的含ni量,可降低脆性转变点15℃左右;由此增加含ni量,能大幅度提高钢的低温冲击功。但ni是贵重金属,靠增加含ni量来提高钢的低温冲击功,会大幅度增加材料成本。

本发明采用低合金钢材料,在不增加含ni量的前提下,通过改变熔炼工艺、铸造工艺,铸造出-100℃~-175℃之间的低温用铸钢件,大大降低了铸造成本。

本发明采用低合金钢材料,较含ni的高合金钢相比,铸造的工艺性能得到改善,因此对铸件的结构限制性要求降低,扩大了铸件的适应性。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种低温钢,其化学成分及质量百分比含量如下:C为0.15~0.19、Si为0.10~0.24、Mo为1.5~2.1、Al≤0.01、Cu≤0.004、S≤0.014、P≤0.014、RE为0.1~0.3、Pb≤0.0015、Sn≤0.001。熔炼时低合金钢将S、P、特别是P控制到最低限度,减少低熔点化合物及脆性物质;还原期添加TES,以期凝固时增加单位晶核数量从而提高晶粒度等级;在设定低合金钢化学成分时,控制好Mo/C,已得到最佳的强度及韧性,从而提高低温冲击功。

技术研发人员:刘存福
受保护的技术使用者:重庆向阳仪器有限公司
技术研发日:2016.09.24
技术公布日:2018.04.03
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