[发明专利]农耕机磨损件专用钢及其生产工艺

说明书

本发明提出一种农耕机磨损件专用钢，按质量百分数计，包括如下组分：C 0.30‑0.50%，Si 0.20‑0.40%，Mn 1.0‑1.5%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr 0.30‑0.70%，Cu≤0.20%，Ni≤0.015%，Ti≤0.080%，Al 0.040‑0.12%，V≤0.0030%，B≤0.050%，Mo≤0.050%，Nb≤0.01%，余量为Fe；生产时加入各组分后加热、成型、自来水淬火、最终定型。本发明提出的农耕机磨损件专用钢韧性、塑性、抗冲击性、抗弯、抗断及耐磨性均满足农耕机磨损件的制造要求，而且热处理时采用自来水淬火即可，无需回火，绿色、环保。

技术领域

本发明涉及合金钢技术领域，特别是指一种农耕机磨损件专用钢及其生产工艺。

背景技术

农耕机磨损件比如旋耕刀、秸秆还田刀、梨、铧、铲、耙盘、耙片等多采用优质碳素钢和弹簧钢为制造原料，弹簧钢以其优良的综合性能得到广泛使用。其中，60Si2Mn材质的扁钢使用最为广泛。但是国内现有的60Si2Mn钢强度、硬度虽高，但塑性、韧性较低，加热时容易出现脱碳及晶粒粗大的问题，其生产出的磨损部件在抗冲击性、抗弯、抗断、耐磨性及使用寿命等指标上，无法满足实际生产的需要。更值得注意的是，现有的60Si2Mn材质的扁钢淬透性差，在制造旋耕刀时，为了消除内应力，提高延性及韧性，既要采用淬火油和淬火液进行淬火处理，又要采用电阻炉或盐浴炉进行回火处理，这些处理流程中会产生废液及有毒有害气体的排放，既损害从业人员的健康，又污染环境，不符合环保要求。如何改进现有Si2Mn钢的成分，既提高韧性、塑性、抗冲击性、抗弯、抗断及耐磨性，满足农耕机磨损件的制造要求，又可以避免后续热处理时产生废液、废气，符合环保规定，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种农耕机磨损件专用钢及其生产工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种农耕机磨损件专用钢，按质量百分数计，包括如下组分：C 0.30-0.50％， Si0.20-0.40％，Mn 1.0-1.5％，P≤0.035％，S≤0.035％，Cr 0.30-0.70％，Cu≤0.20％， Ni≤0.015％，Ti≤0.080％，Al 0.040-0.12％，V≤0.0030％，B≤0.050％，Mo≤ 0.050％，Nb≤0.01％，余量为Fe。

现有技术中，C的含量为0.50-0.70％，为了解决加热时出现的脱碳问题，本发明适当降低了C的含量；

Si虽可提高钢的强度与硬度，但是含量过高，会在加热时助长脱碳及晶粒粗化倾向，所以本发明降低了Si的含量，增大了Cr的含量；

Cr是碳化物形成元素，Cr含量的增大既有助于提高钢的韧性与塑性，又可以提高钢中碳扩散的激活能，减轻钢的脱碳倾向及晶粒粗化倾向，而且Cr还可以显著提高钢的淬透性和抗腐蚀性；

Al、Ti、V、Nb是强氮化物生成元素，可以与钢中的氮、氧、硫快速、彻底化合，形成可以细化晶粒，提高韧性、耐磨性及抗腐蚀性的氮化物或碳氮化物，极大地改善了制成件的低温韧性，即使在极恶劣条件下使用，也不容易出现脆断的问题；Al溶于合金钢的基体中，还可以起到提高Ms点、减少淬火钢中残余奥氏体的含量的作用，还可以对-αFe产生固溶强化作用，显著改善钢的耐磨性；V还是强碳化物生成元素，可以与C生成细小、弥散的MC型碳化物，极大地提高合金钢的硬度和强度；微量的Nb可以在不影响钢的韧性与塑性的条件下，细化钢中铁素体晶粒，提高钢的屈服强度，还可以部分固化于奥氏体中提高钢的淬透性；

B、Mo可以强烈提高淬透性，由于本发明降低了C的含量，并添加了合适量的碳化物形成元素Cr与V，使得钢中的C含量显著减少，C含量的显著减少使得B的淬透性效应越发突出。