[发明专利]低磷、锆微合金化的抗裂钢合金组合物及由其制成的制品

说明书

本发明公开了一种低磷、锆微合金化的抗裂钢合金组合物及由其制成的制品。所述钢合金组合物可以包含0.36重量％至0.60重量％的碳、0.30重量％至0.70重量％的锰、0.001重量％至0.017重量％的磷、0.15重量％至0.60重量％的硅和1.40重量％至2.25重量％的镍、0.85重量％至1.60重量％的铬、0.70重量％至1.10重量％的钼、0.010重量％至0.030重量％的铝、0.001重量％至0.050重量％的锆和余量的铁。

技术领域

本公开总体上涉及钢合金，更具体地涉及具有低磷、含锆添加剂的钢合金组合物，以及由其制成的制品。

背景技术

许多行业如闭口模锻行业、工具行业和液压压裂行业都依赖于在实践中适合苛刻要求的零件。为了满足这种苛刻要求，期望由具有如高抗疲劳性、高抗断裂性、高强度、高硬度、高耐磨性、优异的贯穿硬度(through hardness)、高温稳定性和良好的机械加工性等性质的材料来制造这类零件。本申请涉及表现出这样性能的新型钢合金组合物。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了一种钢合金组合物。该钢合金组合物可以包含0.36重量％至0.60重量％的碳、0.30重量％至0.70重量％的锰、0.001重量％至0.017重量％的磷、0.15重量％至0.60重量％的硅和1.40重量％至2.25重量％的镍。该钢合金组合物还可包含0.85重量％至1.60重量％的铬、0.70重量％至1.10重量％的钼、0.010重量％至0.030重量％的铝、0.001重量％至0.050重量％的锆和余量的铁。

根据本公开的另一个方面，公开了一种用于横截面厚度为20英寸或更大的制品的钢合金组合物。该钢合金组合物可以包含0.36重量％至0.46重量％的碳、0.30重量％至0.50重量％的锰、0.001重量％至0.012重量％的磷、0.15重量％至0.30重量％的硅和1.75重量％至2.25重量％的镍。该钢合金组合物还可以包含1.40重量％至1.60重量％的铬、0.90重量％至1.10重量％的钼、0.015重量％至0.025重量％的铝、0.001重量％至0.050重量％的锆和余量的铁。

根据本公开的另一方面，公开了一种用于横截面厚度为20英寸或更小的制品的钢合金组合物。该钢合金组合物可以包含0.50重量％至0.60重量％的碳、0.50重量％至0.70重量％的锰、0.001重量％至0.017重量％的磷、0.40重量％至0.60重量％的硅和1.40重量％至1.75重量％的镍。该钢合金组合物还可以包含0.85重量％至1.15重量％的铬、0.70重量％至0.90重量％的钼、0.010重量％至0.030重量％的铝、0.001重量％至0.050重量％的锆和余量的铁。

当结合附图阅读时，将更容易理解本公开的这些方面和特征以及其他方面和特征。

附图说明

图1是由本申请公开的钢合金组合物制成的制品。

图2是分别对磷含量为0.005重量％、0.017重量％和0.031重量％的钢的最大应力与循环次数的比较。

图3是所述三种钢中平均断裂韧性相对于体相磷含量的函数关系图。

图4是示出了添加少量但有效量的Ni的情况下以及与之相反不存在Ni或仅存在痕量Ni的情况下的断口形貌转变温度(FATT)曲线变化的概念曲线。

图5是由本公开的钢合金组合物制造制品的方法。

图6A是块1在宽度上的布氏硬度变化示意图。

图6B是块1在厚度上的布氏硬度变化示意图。

图7A是块2在宽度上的布氏硬度变化示意图。

图7B是块2在厚度上的布氏硬度变化示意图。

具体实施方式