一種滲碳鋼及其製備方法與流程
2023-06-01 17:01:46
本發明涉及鍊金行業煉鋼
技術領域：
，尤其涉及一種滲碳鋼及其製備方法。
背景技術：
：滲碳鋼為可經受滲碳淬火使表面硬度和耐磨性提高而心部保持適當強度和韌性的鋼。滲碳鋼主要用於製造齒輪、凸輪、活塞銷等零件。現有的滲碳鋼在生產中，經常出現鋼錠偏析情況，使得鋼錠的機械性能不均勻，韌性，耐腐蝕性下降，如何在生產過程中抑制滲碳鋼的鋼錠偏析是本發明所要解決的技術問題。技術實現要素：本發明針對現有技術的不足，提供一種可抑制生產中鋼錠偏析的滲碳鋼及其製備方法。本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種滲碳鋼，其化學成分質量百分比為：c0.16-0.24%、si0.48-0.60%、mn0.84-1.10%、ni0.30-0.40%、cr1.80-2.50%、ti0.07-0.14%、b0.0005-0.009%、hf0.15-0.23%、mo0.18-0.28%，餘量為fe和不可避免的雜質。一種滲碳鋼的製備方法，包括以下步驟：（1）電爐冶煉，調整鋼液中各元素的含量，無渣或少渣出鋼，採用矽錳進行預脫氧；（2）爐外精煉，將冶煉後的鋼液倒入鋼包內，加入精煉劑，對鋼液進行脫氧、去渣和淨化；（3）真空脫氣，將精煉好的鋼液倒入真空脫氣設備中進行充分脫氣，真空脫氣處理至化學成分和鋼中氣體含量符合要求，然後將鋼液倒入鋼錠模內進行凝固；（4）脫模，待鋼錠模中的鋼液完全凝固後脫模製成鋼錠；（5）電渣重熔，將鋼錠吊入電渣爐中進行電渣重熔，加入各種輔助原料對鋼錠進行再次淨化，然後將鋼錠堆放在乾燥避風處，在空氣中自然冷卻；（6）退火，對鋼錠進行高溫擴散退火，充分消除鋼錠內應力，細化鋼錠組織；（7）滲碳，採用滲碳工藝進行表面硬化處理，940℃-980℃滲碳，碳勢控制範圍1.1-0.4％，滲碳厚度1.4mm-2.2mm；(8)鋼的熱處理，採用1000℃-1150℃油淬，隨後進行-80℃--100℃溫度範圍的深冷處理工藝，並經過500℃-530℃回火處理。本發明的優點在於：本發明的滲碳鋼採用電渣重熔對鋼錠進行淨化，然後採用冷卻速度較快的空氣自然冷卻冷卻鋼錠，最後採用高溫擴散對鋼錠退火，細化鋼錠組織，三個步驟配合可有效的抑制鋼錠偏析，另外，鉿元素的添加，也可一定程度上抑制滲碳鋼鋼錠偏析，提高滲碳鋼鋼錠質量。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。一種滲碳鋼，其化學成分質量百分比為：c0.20%、si0.54%、mn0.92%、ni0.35%、cr2.20%、ti0.10%、b0.003%、hf0.19%、mo0.23%，餘量為fe和不可避免的雜質，不可避免的雜質中包括p≤0.04％，s≤0.04％，n≤0.04％，氧o≤0.05％。一種滲碳鋼的製備方法，包括以下步驟：（1）電爐冶煉，調整鋼液中各元素的含量，無渣或少渣出鋼，採用矽錳進行預脫氧；（2）爐外精煉，將冶煉後的鋼液倒入鋼包內，加入精煉劑，對鋼液進行脫氧、去渣和淨化；（3）真空脫氣，將精煉好的鋼液倒入真空脫氣設備中進行充分脫氣，真空脫氣處理至化學成分和鋼中氣體含量符合要求，然後將鋼液倒入鋼錠模內進行凝固；（4）脫模，待鋼錠模中的鋼液完全凝固後脫模製成鋼錠；（5）電渣重熔，將鋼錠吊入電渣爐中進行電渣重熔，加入各種輔助原料對鋼錠進行再次淨化，然後將鋼錠堆放在乾燥避風處，在空氣中自然冷卻；（6）退火，對鋼錠進行高溫擴散退火，充分消除鋼錠內應力，細化鋼錠組織；（7）滲碳，採用滲碳工藝進行表面硬化處理，960℃滲碳，碳勢控制範圍0.7％，滲碳厚度1.8mm；(8)鋼的熱處理，採用1100℃油淬，隨後進行-90℃溫度範圍的深冷處理工藝，並經過520℃回火處理。本發明的滲碳鋼採用電渣重熔對鋼錠進行淨化，然後採用冷卻速度較快的空氣自然冷卻冷卻鋼錠，最後採用高溫擴散對鋼錠退火，細化鋼錠組織，三個步驟配合可有效的抑制鋼錠偏析，另外，鉿元素的添加，也可一定程度上抑制滲碳鋼鋼錠偏析，提高滲碳鋼鋼錠質量。本實施例製得的風電用齒輪鋼的機械物理性能如下表所示。拉伸強度（mpa）屈服強度（mpa）衝擊韌性（j）斷裂韌性（mpa·m1/2）斷裂伸長率（%）硬度（hrc）3.5%nacl溶液環境下的腐蝕速度（mm/年）5%h2so4溶液環境下的腐蝕速度（mm/年）112090522013834490.01240.0379需要說明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。當前第1頁12