改良的40Cr鋼和使用該40Cr鋼加工轉(zhuǎn)向節(jié)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及轉(zhuǎn)向節(jié)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種改良的40化鋼和使用該40化 鋼加工轉(zhuǎn)向節(jié)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向橋中的重要零件之一，能夠使汽車穩(wěn)定行駛并靈敏傳遞行駛 方向。在汽車行駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷，因此，對轉(zhuǎn)向節(jié)的機械性能要求很 高。國內(nèi)對轉(zhuǎn)向節(jié)的機械性能要求為：抗拉強度880-1030 N/mm、熱處理硬度皿269-314。 歐洲對轉(zhuǎn)向節(jié)的機械性能要求高于國內(nèi)的標準，具體為：屈服強度〉825N/mm，抗拉強度 1030-1180N/mm，熱處理硬度皿304-350,沖擊功（Aku)MOJ,延伸率>11%，斷面收縮率〉42〇/〇， 晶粒度> 5級。
[0003] 目前國內(nèi)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)一般使用40化鋼，根據(jù)國家標準GB/T5216要求，其化學(xué)成分 (質(zhì)量百分數(shù))為C:0. 37% ~0. 44%;Si:0. 17% ~0. 37% ;MnO. 55% ~0. 85% ;CrO. 7% ~1. 1〇/〇， 其澤透性帶范圍如下表所示。
[0004] 鋼材中非金屬元素及合金元素含量的對鋼材的澤透性起著至關(guān)重要的作用，進而 影響到后期熱處理的調(diào)質(zhì)質(zhì)量及澤火開裂廢品率。其中化成分可W顯著提高鋼材的澤透 性，提高強度，但是也有可能造成大批量澤火開裂，導(dǎo)致大量報廢產(chǎn)品產(chǎn)生，此外會大大增 加成本。根據(jù)試驗，當C、S等非金屬元素和某些強澤透性元素如化、Mn含量均較高時，澤透 性值J30會趨于上限，產(chǎn)品容易開裂，裂紋長且深，使得開裂工件報廢，因此使用40化鋼加 工轉(zhuǎn)向節(jié)時，廢品率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種改良的40Cr鋼和使用該 40化鋼加工轉(zhuǎn)向節(jié)的方法，該鋼材澤透性好，加工的轉(zhuǎn)向節(jié)具有更好的機械性能。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種改良的40化鋼，其化學(xué)成分 (質(zhì)量百分數(shù)）為C:0. 37% ~0. 43%;S:0. 01% ~0. 030% ;MnO. 6% ~0. 9% ;CrO. 95% ~1. 2〇/〇， 其余為化。
[0007] -種使用所述改良的40化鋼加工轉(zhuǎn)向節(jié)的加工方法，其使用所述改良的40化鋼 作為原料，鍛造成型后在澤火爐中加熱至830°C~840°C，保溫2. 5小時，經(jīng)澤火介質(zhì)冷卻后 進行回火處理，回火時先加熱至630°C~640°C，保溫3. 5小時后快速冷卻。
[000引 進一步的，澤火后，澤透性帶寬（HRC)為：J5 :50~57J9 :46~54J15 :35~48 ; J30 :32 ~40。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：對于改良后的40化鋼，通過對鋼材成分、澤透性的雙重因 素制約，鋼材質(zhì)量穩(wěn)定性得到大幅提升，通過調(diào)整鋼材中非金屬元素和強澤透性元素成分 的范圍，減小圓鋼的澤透性波動，同時提高圓鋼屯、部澤透性，有利于保證工件鍛造后熱處理 質(zhì)量。對于使用該40化鋼加工的轉(zhuǎn)向節(jié)，其材料成本較低，價格約為3500~4500/噸；經(jīng) 過澤火處理后的機械性能與國標中40化鋼相比具有明顯的優(yōu)異性，其抗拉強度> 1080N/ mm，屈服強度> 980N/mm，伸長率> 12%，斷面收縮率> 45%，沖擊功（Akv)^ 80J;提高了調(diào) 質(zhì)金相組織穩(wěn)定性，減少因為鋼材澤透性波動引起的澤火開裂工件數(shù)量，降低了廢品率；由 于澤火溫度更穩(wěn)定，降低了澤火爐的故障率。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，并不是把本發(fā)明的實施范圍 限制于此。
[0011] 本實施例的改良的40化鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分數(shù)）為C:0. 37%~0. 43%;S: 0. 01% ~0. 030% ;MnO. 6% ~0. 9%;CrL0% ~1. 2%，其余為化。
[0012] 該鋼材相比現(xiàn)有國標中的40化鋼（W及其他標準)，非金屬元素的含量居于國標下 限，而強澤透性合金元素（化）的含量則居于國標上限，并且縮小了其范圍。對于該材料的 圓鋼，其經(jīng)過澤火后，澤透性帶寬（HRC)為J5 :50~57J9 :46~54J15 :35~48J30 : 32~40,澤火方法如下述轉(zhuǎn)向節(jié)的澤火方法。與國標相比，在巧和J9處無明顯差異，但是 在J15和J30處澤透性本發(fā)明與國標相比明顯縮小，尤其J30處，帶寬遠小于國標標準。
[0013] 使用該材料加工轉(zhuǎn)向節(jié)的方法，其加工方法與現(xiàn)有技術(shù)類似，但是澤火溫度降低， 即澤火爐中加熱至830°C~840°C，保溫2. 5小時，經(jīng)澤火介質(zhì)冷卻后進行回火處理，現(xiàn)有技 術(shù)的澤火溫度為800°C~880°C，容易導(dǎo)致過熱、欠熱使產(chǎn)品不合格，由于澤火溫度更穩(wěn)定， 降低了澤火爐的故障率，降低了生產(chǎn)成本。
[0014] 本發(fā)明通過對鋼材成分、澤透性的雙重因素制約，鋼材質(zhì)量穩(wěn)定性得到大幅提升， 通過調(diào)整鋼材中非金屬元素和強澤透性元素成分的范圍，減小圓鋼的澤透性波動，同時提 高圓鋼屯、部澤透性，有利于保證工件鍛造后熱處理質(zhì)量。
[0015] 在機械性能方面，本發(fā)明加工的轉(zhuǎn)向節(jié)，其抗拉強度> 1080N/mm，屈服強度>980 N/mm，伸長率> 12%，斷面收縮率> 45%，沖擊功（Akv) > 80J，滿足國家標準的要求，也優(yōu)于 歐洲對該產(chǎn)品的要求，并且其鋼材成本較低。
[0016] 本發(fā)明加工的轉(zhuǎn)向節(jié)的調(diào)質(zhì)金相組織穩(wěn)定性得到提高，產(chǎn)品金相組織合格率基本 能達到100%，并且澤火開裂現(xiàn)象得到改善，下表為改進前后的轉(zhuǎn)向節(jié)的澤火開裂數(shù)量。
[0017] 從上表可W看出，改進后鋼材開裂比例由2013年的0. 5%、2014年的0. 74%降低至 0. 26%，良品率大幅提局。
[001引最后應(yīng)當說明的是，W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當理解，可W對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1. 改良的40Cr鋼，其特征在于：其化學(xué)成分(質(zhì)量百分數(shù)）為C :0. 37%~0. 43% ;S : 0? 01%~0? 030% ;MnO. 6%~0? 9% ;Crl. 0%~L 2%，其余為 Fe。2. 轉(zhuǎn)向節(jié)的加工方法，其特征在于：使用權(quán)利要求1所述的改良的40Cr鋼作為原料， 鍛造成型后在淬火爐中加熱至830°C~840°C，保溫2. 5小時，經(jīng)淬火介質(zhì)冷卻后進行回火 處理。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向節(jié)的加工方法，其特征在于：淬火后，其淬透性帶寬 (HRC)為：J5 :50 ~57 J9 :46 ~54 J15 :35 ~48 J30 :32 ~40。
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向節(jié)加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改良的40Cr鋼和使用該40Cr鋼加工轉(zhuǎn)向節(jié)的方法，改良的40Cr鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量百分數(shù)）為C：0.37%～0.43%；S：0.01%～0.030%；Mn0.6%～0.9%；Cr1.0%～1.2%，其余為Fe，加工轉(zhuǎn)向節(jié)時淬火溫度為830℃～840℃，本發(fā)明通過對鋼材成分、淬透性的雙重因素制約，鋼材質(zhì)量穩(wěn)定性得到大幅提升，通過調(diào)整鋼材中非金屬元素和強淬透性元素成分的范圍，減小圓鋼的淬透性波動，同時提高圓鋼心部淬透性，有利于保證工件鍛造后熱處理質(zhì)量，生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向節(jié)具有更好的機械性能，提高了調(diào)質(zhì)金相組織穩(wěn)定性，減少因為鋼材淬透性波動引起的淬火開裂工件數(shù)量，降低了廢品率，由于淬火溫度更穩(wěn)定，降低了淬火爐的故障率。
【IPC分類】C22C38/18
【公開號】CN105154771
【申請?zhí)枴緾N201510403281
【發(fā)明人】張運軍, 代合平, 劉宏揚, 常繼成, 汪擁進, 陳天賦, 肖松
【申請人】湖北三環(huán)鍛造有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月11日