[发明专利]一种锚具用非调质钢及其生产方法

说明书

本发明涉及钢合金材料加工技术领域，具体涉及一种锚具用非调质钢及其生产方法。其化学成分为：C：0.43～0.47％，Si：0.36～0.44％，Mn：1.15～1.25％，P：≤0.020％，S：0.04～0.05％，Cr：0.15～0.25％，Al：0.008～0.015％，V：0.06～0.09％，Ti：0.015～0.025％，Ca：0.0010～0.0020％，O：0.0010～0.0020％，N：0.0100～0.0150％。加入Ca，再辅以增加KR铁水预处理、RH真空6000Pa加硫铁的工序、控轧、控冷工艺手段获得均匀性组织，提高材料的强韧性，各项指标均达到锚具用钢设计要求。

技术领域

本发明涉及钢合金材料加工技术领域，具体涉及一种锚具用非调质钢及其生产方法。

背景技术

非调质钢是通过微合金化、控轧(锻)控冷等强韧化方法，省去了调质热处理，其综合性能接近甚至超过调质钢。由于调质钢加工工序时间长，热处理能耗多，成本高以及热处理带来各种环境污染问题等缺陷，非调质钢得到了越来越广泛的应用，例如汽车行业大多零部件均使用非调质钢。

目前国内锚具生产厂家锚具材质普遍采用45钢、40Cr等，均需采用调质处理，淬火后只能表层获得马氏体组织，回火后只有表层得到强韧性较好的回火组织，组织沿横截面分布不均匀，力学性能和硬度沿横截面变化大。而采用非调质钢进行锚具加工力学性能稳定，组织均匀性较好，免去毛坯的热处理调质处理，工艺简单，省去淬火和回火热处理的加热能源，节省热处理费用，减少生产过程中的能源消耗和环境污染。然而传统的非调质钢虽然具有比调质钢更稳定和均衡的力学性能，但是其各项力学指标还不能达到锚具的使用要求，因此需要对传统的非调质刚的化学成分和加工方法进行改进，提升其各项力学指标，使其能够作为锚具的加工材料。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种锚具用非调质钢，通过调节和控制其化学成分，使制备的调质钢具有良好的强度韧性，使用寿命长，能够完全替代调质钢加工锚具。

同时，本发明的目的还在于提供一种锚具用非调质钢的生产方法，通过控制加工工序，尤其控制轧制和控冷工序，进一步提升调质钢的力学综合性能。

一种锚具用非调质钢，其化学成分按质量百分比计为：C：0.43～0.47％，Si：0.36～0.44％，Mn：1.15～1.25％，P：≤0.020％，S：0.04～0.05％，Cr：0.15～0.25％，Al：0.008～0.015％，V：0.06～0.09％，Ti：0.015～0.025％，Ca：0.0010～0.0020％，O：0.0010～0.0020％，N：0.0100～0.0150％其余为Fe和不可避免的杂质。

上述锚具用非调质钢，其化学成分中Mn/S比值为23～30，控制硫化物形态，来改善锯切、钻孔困难问题，降低了锯片和刀具损耗，避免轧制裂纹。

上述锚具用非调质钢，其化学成分中V/N比值为4～7，Ti/N比值为1.5～2.5，以达到很好的强韧化效果；。

本发明锚具用非调质钢中有意添加了Ca元素，改善硫化物形态，降低A类夹杂物级别，提升非调质钢的硬度、韧性等力学性能。

化学成分是影响连铸坯质量与高强韧性非调质钢的关键因素之一，本发明为了使所述锚具用非调质钢获得优异的综合性能，对所述锚具用非调质钢的化学成分进行了限制，原因在于：

C:碳是非调质钢中最有效的强化元素之一，同时又是最廉价的化学元素，通过间隙固溶提高钢的强度，当碳含量过低时强度低，疲劳性能不易保证含量过高时，韧性将变差，为

进一步提高该非调质钢的韧性，本发明碳含量控制在0.43—0.47％。

Si：硅能显著强化铁素体，具有较强的固溶强化效果。又能增加非调质钢中铁素体的体积分数，有利于提高韧性，但含量过高，将降低钢的韧性和其它工艺性能。本发明硅含量控制在0.36—0.44％。