[发明专利]一种低碳CrNiMo齿轮钢及其带状组织控制方法

说明书

本发明公开了一种低碳CrNiMo齿轮钢及其带状组织控制方法，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.14～0.22％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.50～0.90％，Cr：1.50～1.80％，Ni：1.40～1.70％，Mo：0.25～0.35％，Al：0.020～0.045％，Cu≤0.20％，P≤0.015％，S≤0.015％，[H]≤1.5ppm，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035％，[N]：70‑150ppm，余量为铁及其它不可避免的杂质。制造方法包括钢水冶炼、模铸钢锭浇注、锻造和热处理。本发明通过控制钢水精炼过程提高钢水纯净度；改进模铸浇注过程及钢锭冷却工艺减轻成分偏析；通过提高钢锭锻造加热温度、延长保温时间达到均匀钢锭成分；保证终锻温度控制组织转变；利用锻造余热进行热处理消除带状组织。本发明易于实现，过程简单，经本发明的制造工艺，改善一次带状组织，消除变形产生的二次带状组织，缩短生产周期，降低生产成本。

技术领域

本发明属于齿轮用钢技术领域，尤其涉及一种低碳CrNiMo齿轮钢及其带状组织控制方法。

背景技术

低碳高合金钢因其高强高塑韧性的特点，广泛应用于风电、矿山机械、重载卡车等工艺领域，由于此类钢种Cr、Ni、Mo、Mn等合金元素较高，极易产生带状组织。

带状组织的存在，会使钢材力学性能产生方向性，即沿带状组织和垂直于带状组织方向上，钢材力学性能有明显差异。目前常见低碳CrNiMo系齿轮钢的带状组织难以适应严苛加工尺寸、复杂应变载荷下的使用需求。传统方式采用电渣重熔、扩散退火等方式来避免或改善带状组织，一是不仅效果不佳，二是生产周期长，而且材料成本较高，难以匹配高速发展的工业现状。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种低碳CrNiMo齿轮钢，并提供了其制备方法，本发明通过控制钢水精炼过程提高钢水纯净度，从而减少夹杂物在材料加工变形过程中作为先共析铁素体成核的核心；改进模铸浇注过程及钢锭冷却减轻成分偏析；通过提高钢锭锻造加热温度、延长保温时间达到均匀钢锭成分；保证终锻温度控制组织转变；利用锻造余热进行热处理消除带状组织。本发明减轻钢锭成分偏析，控制锻件带状组织，改善产品力学性能。本发明易于实现，过程简单，经本发明的制造工艺，改善一次带状组织，消除变形产生的二次带状组织，缩短生产周期，降低生产成本。

本发明的技术方案是：一种低碳CrNiMo齿轮钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.14～0.22％，Si：0.17～0.35％，Mn：0.50～0.90％，Cr：1.50～1.80％，Ni：1.40～1.70％，Mo：0.25～0.35％，Al：0.020～0.045％，Cu≤0.20％，P≤0.015％，S≤0.015％，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035％，[H]≤1.5ppm，[N]：70-150ppm，余量为铁及其它不可避免的杂质。

上述方案中，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.17～0.20％，Si：0.20～0.30％，Mn：0.55～0.60％，Cr：1.65～1.72％，Ni：1.55～1.62％，Mo：0.28～0.32％，Al：0.028～0.038％，Cu≤0.10％，P≤0.010％，S≤0.010％，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035％，[H]≤1.0ppm，[N]：75-120ppm，余量为铁及其它不可避免的杂质。

上述方案中，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.18％，Si：0.25％，Mn：0.58％，Cr：1.68％，Ni：1.58％，Mo：0.30％，Al：0.032％，Cu：≤0.01％，P：≤0.010％，S：≤0.010％，As+Sn+Pb+Sb+Bi：≤0.010％，[H]：0.8ppm，[N]：108ppm，其它为Fe和不可避免的杂质。