本發(fā)明屬于冶金制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非調(diào)質(zhì)鋼的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，具體的說是汽車、卡車等發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等零件的一種高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼的設(shè)計(jì)生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
隨著汽車制造的進(jìn)步，汽車曲軸、連桿等零件對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼材料的要求也不斷提高，要求材料具有良好的加工工藝性能、高強(qiáng)度高韌性等。非調(diào)質(zhì)鋼主要依靠nb、ti、v等微量元素的加入結(jié)合后續(xù)鍛造控冷工藝將零件的強(qiáng)度控制在一個(gè)合適的范圍。
1994年04期的《汽車工藝與材料》的名為“35mnvs易切非調(diào)質(zhì)鋼”的文獻(xiàn)，鋼的主要成分控制為：0.33％～0.40％c，0.30％～0.60％si，1.00％～1.40％mn，≤0.039％p，0.035～0.075％s，0.06％～0.12％v。屈服強(qiáng)度實(shí)際控制在464-729.8mpa，抗拉強(qiáng)度控制在732-922mpa?？梢?，很難穩(wěn)定控制在屈服強(qiáng)度≥700mpa，抗拉強(qiáng)度在≥900mpa。
gb/t15712非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)中，38mnv的主要成分控制為：0.34％～0.41％c，≤0.60％si，1.20％～1.60％mn，≤0.035％p，0.035～0.075％s，≤0.30％cr，0.08％～0.15％v。該產(chǎn)品也主要是通過添加一定含量的mn及微量的v，采取固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化等方式提高鋼的強(qiáng)度。該產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度要求≥620mpa，抗拉強(qiáng)度≥800mpa。標(biāo)準(zhǔn)要求的抗拉強(qiáng)度較低。
綜上所述，采用常規(guī)的成分設(shè)計(jì)，目前的非調(diào)質(zhì)鋼的抗拉強(qiáng)度很難穩(wěn)定控制在922mpa以上，而且由于添加了大量的硫元素，會(huì)形成級(jí)別較高的硫化物類夾雜物，雖然能在一定程度上改善加工性能，但是也會(huì)容易成為裂紋源，降低零件的使用壽命。在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)較為嚴(yán)重的情況下，如何更好提高產(chǎn)品質(zhì)量滿足客戶的要求將極大提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服上述的問題，本發(fā)明提供一種抗拉強(qiáng)度大于922mpa且屈服強(qiáng)度大于700mpa的非調(diào)質(zhì)鋼的制造方法，所述非調(diào)質(zhì)鋼還具備加工性能良好、壽命長的特點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種抗拉強(qiáng)度大于922mpa且屈服強(qiáng)度大于700mpa的非調(diào)質(zhì)鋼，其組分及其重量百分比是：c：0.34%-0.39%，si：0.61%-0.75%，mn：1.35-1.45%，s≤0.010%，p≤0.020%，cr：0.10%-0.20%，mo≤0.10%，al：0.01-0.03%，v：0.16-0.25%，ni≤0.10%，n：0.012-0.020%；o≤15×10-6，余下為fe和不可避免的雜質(zhì)。
為了確保鋼的強(qiáng)度，所述v和n的含量滿足：8≤v/n≤15。
為了確保鋼的強(qiáng)度穩(wěn)定性，嚴(yán)格控制鋼中的主要合金成分含量和配比，從而確保鋼中的碳當(dāng)量ceq（=c+mn/6+si/24+cr/5+v/5）控制在0.67-0.74范圍。
本發(fā)明采取以上的成分設(shè)計(jì)，通過轉(zhuǎn)爐冶煉、lf精煉、rh精煉及大方坯連鑄，加熱及連續(xù)軋制成材，取樣檢測(cè)的非調(diào)質(zhì)圓鋼強(qiáng)度穩(wěn)定控制在一個(gè)較高的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果是：大幅度提高v含量，且加入足量n，確保v/n：8-15，可以形成足夠的vn、v(cn)；同時(shí)添加少量cr，提高鋼的固溶強(qiáng)化能力，細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度；通過提高si含量，超過常規(guī)的si含量范圍，增強(qiáng)固溶強(qiáng)化，提高鋼的屈服強(qiáng)度；通過控制各種成分的范圍，確保鋼中的ceq在0.67-0.74范圍內(nèi)。通過幾種強(qiáng)化措施的組合，獲得了意想不到極其穩(wěn)定的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度；同時(shí)通過降低鋼中的s含量，降低硫化物級(jí)別，從而提高鋼的使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
一種新型高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼，其組分及重量百分比(wt%)是：c：0.34%-0.39%，si：0.61%-0.75%，mn：1.35-1.45%，s≤0.010%，p≤0.020%，cr：0.10%-0.20%，mo≤0.10%，al：0.01-0.03%，v：0.16-0.25%，ni≤0.10%，n：0.012-0.020%；殘余元素o≤15×10-6，剩余的為fe和一些其它微量殘余元素。同時(shí)為了確保強(qiáng)度穩(wěn)定性，通過化學(xué)成分窄帶化控制，確保鋼中的ceq控制在0.67-0.74，v/n控制在8-15。
根據(jù)方案的成分設(shè)計(jì)，采取轉(zhuǎn)爐冶煉、lf精煉和rh精煉及大方坯連鑄，將冶煉的幾爐鋼坯分別加熱后軋制成40mm、50mm和60mm規(guī)格的圓鋼，圓鋼采取軋后自然冷卻方式冷至室溫。取樣檢測(cè)圓鋼的化學(xué)成分、性能及組織情況，成分檢測(cè)結(jié)果如表1所示，性能及組織情況如表2所示，淬透性情況如表3所示。
3個(gè)實(shí)施例制備的圓鋼的檢測(cè)結(jié)果分別如表1-2所示。表1和表2中對(duì)比例1、2的化學(xué)成分和性能對(duì)應(yīng)文獻(xiàn)“35mnvs易切非調(diào)質(zhì)鋼”和“gb/t15712標(biāo)準(zhǔn)35mnv”的化學(xué)成分和性能情況。
表1非調(diào)質(zhì)圓鋼成品主要化學(xué)成分控制情況（wt，%）
表2圓鋼組織、性能情況
制備的非調(diào)質(zhì)圓鋼的化學(xué)成分控制穩(wěn)定，強(qiáng)度較高且穩(wěn)定，氣體含量控制較低，a類夾雜物級(jí)別低。