[其他]鋼

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87102168
• 申請(qǐng)日: 1987-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87102168A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賽斯特米爾·蘭格;魯茨·梅伊爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賽森鋼股份公司
• 主分類號(hào): C22C38/50
• 分類號(hào): C22C38/50
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 劉征

本發(fā)明涉及一種具有良好淬透性的連續(xù)鑄鋼。淬硬深度是鋼的淬透性的一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)。作為一種標(biāo)準(zhǔn)，淬透層深度規(guī)定為：由表面到半馬氏體層的深度。在這個(gè)距離中，結(jié)構(gòu)鋼的50%包括馬氏體。

由于淬透性的原因，未加入合金元素的和加入合金元素的經(jīng)過(guò)熱處理的鋼，在淬火之前的奧氏體化的過(guò)程中，需要一種大的奧氏體晶粒（美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值A(chǔ)STM6或更小的數(shù)值）。迄今為止，人們已經(jīng)通過(guò)限制鋁的最大含量而獲得了這種大的奧氏體晶粒。使用常規(guī)方法，鋁的最大含量被限制到0.005%;在提高了的奧氏體化溫度下，鋁的最大含量被限制到0.010%。

迄今為止，由于鑄造性能和產(chǎn)品性質(zhì)的原因，還不能用連續(xù)鑄造的方法生產(chǎn)出具有良好淬透性的可進(jìn)行熱處理的鋼，因?yàn)檫@種連續(xù)鑄造的工藝方法要求鋁的最小含量大于0.010%。這是一個(gè)很大的不足，因?yàn)樵阡撹F工業(yè)中已經(jīng)越來(lái)越多地使用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的連續(xù)鑄造工藝。

如果這樣的鋼完全用鋁來(lái)脫氧的話，那么形成于奧氏體化過(guò)程中的或形成于已經(jīng)出現(xiàn)的奧氏體中的氮化鋁將通過(guò)核化或通過(guò)阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大而導(dǎo)致晶粒細(xì)化。依賴于鋁或氮的含量，在通常的大約800℃至860℃的奧氏體化的溫度下，在這些鋼中將形成一種細(xì)的奧氏體晶粒，大大地降低了鋼的淬透性。

在鋼的含鋁量大于0.015%的情況下，比如目前的全鋁脫氧鋼，則需要950～1050℃之間的奧氏體化溫度值來(lái)獲得一種粗晶粒的奧氏體。由于能量的耗費(fèi)、技術(shù)設(shè)備的限制和生成比較厚的氧化皮等原因，不可能考慮這樣的奧氏體化溫度。

實(shí)際上，可熱處理的鋁脫氧鋼中的淬透性的降低可以通過(guò)加入合金元素，例如錳或鉻來(lái)予以補(bǔ)償，但是這些步驟只能在有條件的限制下進(jìn)行。確實(shí)，除了上述元素的負(fù)作用，特別是冷成形性的降低以外，鋼的各個(gè)性能參數(shù)必須根據(jù)予先確定的分析規(guī)則來(lái)提供，不允許偏離這一規(guī)則。

本發(fā)明的目的是使用令人滿意的和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法消除鋁在鋼的淬透性方面的不良影響，提供一種其淬透性得到改善的鋼，這種鋼是用連續(xù)鑄造方法生產(chǎn)出來(lái)的，價(jià)格低廉。

為此，本發(fā)明提供了一種鋼，它具有0.32%～1.0%的碳，0.20%～3.0%的錳，2.0%以下的硅，最多含0.05%的磷，最多含0.05%的硫，0.002%～0.008%的氮，0.010%～0.10%的鋁，其余的成分有鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中包括一種添加的成分：鋯，鋯的含量為0.015%～0.08%，鋯/氮的比例為7∶1至10∶1，其奧氏體晶粒的尺寸大小為ASTM6或更小的晶粒數(shù)值（更大的晶粒體積）。〔按照ASTM（美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)）所確定的奧氏體晶粒尺寸，達(dá)到ASTM標(biāo)準(zhǔn)E112;也可以參看德國(guó)鋼鐵實(shí)驗(yàn)圖表1510（German????Iron????and????Steel????Test????Sheet????1510）〕。

鋯是一種對(duì)氮具有高親合力的元素，加入鋯防止鋼中的氮化鋁析出，氮化鋁的析出將導(dǎo)致一種細(xì)的奧氏體晶粒。可是，加入鋯同樣引起粗的氮化物甚至在鋼的結(jié)晶過(guò)程中形成。我們意外地發(fā)現(xiàn)：在通常的大約800℃～860℃的奧氏體化溫度下持續(xù)10分鐘以上，鋯/氮的7∶1至10∶1的比例產(chǎn)生出粗大的奧氏體晶粒（ASTM數(shù)值2～6），它相當(dāng)于一種硅脫氧鋼的奧氏體晶粒。加入鋯產(chǎn)生顯著的淬透性，而與碳的含量無(wú)關(guān)。

碳的含量最好在0.41%～1.0%，錳的含量為0.20%～2.0%，硅含量在0.5%以下，氮含量為0.002%～0.0065%，鋁含量為0.015%～0.08%，以及鋯的含量為0.015%～0.065%。當(dāng)然，可熱處理的鋼即使在0.20%～1.2%或0.40%～1.0%的較低的錳含量的條件下，也能獲得顯著的淬透性。

根據(jù)本發(fā)明所述的可熱處理的鋼還可以分別加入鉻、鎳、鉬，或加入它們的混合物，即0.05%～3.5%，特別是0.05%～1.5%的鉻和/或鎳和/或0.05%～0.5%的鉬。

然而，為了不對(duì)按本發(fā)明所述的鋼的良好淬透性產(chǎn)生不利的影響，不得含有象鈮或鈦這樣的合金元素，這樣的合金元素會(huì)在奧氏體中導(dǎo)致一種細(xì)化晶粒，并且在淬火過(guò)程中，借助于組織中的晶核，在鐵素體-珠光體階段加速奧氏體的轉(zhuǎn)變。