[发明专利]一种减少VD工序结合组分优化生产低成本20CrMoA圆钢的方法

说明书

本发明属于圆钢生产技术领域，涉及一种减少VD工序结合组分优化生产低成本20CrMoA圆钢的方法；钢材成分：C：0.19～0.20％、Mn：0.60～0.63％、Si：0.23～0.25％、Mo：0.16～0.18％、Cr：0.92～1.00％、Ni：≤0.30％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Cu：≤0.20％，Alt：0.16～0.18％、余量为Fe及不可避免杂质；步骤包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、堆冷、加热、高温剪切和热钢收集；本发明通过优化组分和工艺，保证钢材性能的同时降低吨钢成本；还有效避免连铸坯存在中心偏析及轧制过程中冷却工艺不当使钢材端部产生中心裂纹的问题，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于圆钢生产技术领域，具体涉及一种减少VD工序结合组分优化生产低成本20CrMoA圆钢的方法。

背景技术

20CrMoA是一种常用的高淬透性合金结构钢，具有较高的高强度和良好的韧性，冷应变塑性良好，无明显的回火脆性。调质或渗碳处理后有较高的疲劳极限和抗冲击能力，具有良好的综合力学性能，被广泛应用于加工高压管道和紧固件、齿轮、轴等机械零件。

但是目前生产本20CrMoA圆钢均是遵循传统常规方法，致使生产成本一直处于较高水平；随着市场竞争的加剧，降低吨钢的成本是亟需解决的技术问题。而且，在目前已公开的文献中也未见诸有相应的技术报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供一种减少VD工序结合组分优化生产低成本20CrMoA圆钢的方法。

为了实现以上目的，本发明首先提供一种低成本20CrMoA圆钢，由下列重量百分比的成分组成：

C：0.17～0.24％、Mn：0.40～0.70％、Si：0.17～0.37％、Mo：0.15～0.25％、Cr：0.80～1.10％、Ni：≤0.30％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Cu：≤0.20％，Alt：0.16～0.18％，余量为Fe及不可避免杂质。

进一步优化成分设计：

C：0.19～0.20％、Mn：0.60～0.63％、Si：0.23～0.25％、Mo：0.16～0.18％、Cr：0.92～1.00％、Ni：≤0.30％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Cu：≤0.20％，Alt：0.16～0.18％，余量为Fe及不可避免杂质。

采用部分Mn、Cr替代部分Mo合金元素，降低吨钢成本。降低吨钢成本；这看似简单的调整，实质上是经过大量的创造性实验才能获知的结果，其用量必须严格控制，并非是简单调整所能实现的，适当提高Mn、Cr成分、降低Mo含量，否则会影响钢材的性能。

碳含量对材料的强度的影响最为显著。随着碳含量的增加，材料强度随之增加，但塑韧性降低、焊接性能也开始变差。

锰能与铁无限固溶，在提高强度的同时对塑性影响较小。对于调质钢，适当增加锰含量，在提高强度的同时，可以增加钢的淬透性。铬在调质钢种主要提高淬透性，并能提高强度。

钼属于贵重金属；钼能明显提高钢的淬透性、提高回火脆性和回火稳定性。

由于锰、铬、钼对淬透性、强度方面的作用具有一定的一致性，在合适的用量条件下才能发挥良好的协同作用，而且20CrMo使用状态是调质状态，既要保证材料的淬透性，也要保证回火稳定性，因此材料的锰、铬、钼等含量要保持一个合理的比例含量，才能使材料具有良好的使用性能。

同时为了细化晶粒，在合金中添加一定量的铝，有利于产品性能稳定和产品的加工。

常规冶炼方式为转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸、铸坯避风堆冷、加热、高温剪切、热钢收集。为了进一步降低成本，冶炼方式改为转炉冶炼、LF精炼、连铸、铸坯避风堆冷、加热、高温剪切、热钢收集。