[发明专利]一种挖掘机引导轮外轮圈用钢及其制造方法

说明书

本发明为一种挖掘机引导轮外轮圈用钢及其制造方法，涉及一种大规格高强度低屈强比可在‑43℃环境下服役的挖掘机引导轮外轮圈用热轧圆棒。该热轧圆棒的化学成分质量百分数为C:0.32～0.39％，Si:0.08～0.32％，Mn:1.00～1.35％，Cr:0.10～0.30％，B:0.0005～0.0030％，S:0.020～0.050％，Al:0.005～0.035％，Ni:0.05～0.25％，P:≤0.018％,Cu:≤0.10％,Mo:≤0.05％,Ti:0.030～0.060％,N:≤0.0030％,Ti/N≥20,碳当量(C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14)≤0.58％,余量为Fe及不可避免的杂质。并且钢的淬透性满足J1.5mm＝51～58HRC,J13mm≥36HRC,J16mm≤44HRC。经过转炉或电炉冶炼‑LF精炼‑RH或VD真空脱气处理‑连铸大圆坯‑连铸大圆坯加热‑控制轧制‑轧后控制冷却等工艺步骤，制造的热轧圆棒的规格为φ180‑φ350mm。

技术领域

本发明涉及特种钢冶炼与轧制的技术领域，具体涉及适于可在-43℃低温环境服役并且焊接性能良好的挖掘机引导轮外轮圈用钢及其制造方法。

背景技术

挖掘机，又称挖掘机械或挖土机，是用铲斗挖掘物料并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机的引导轮主要由外轮圈、护板以及支撑总成等组成。护板焊接并固定在引导轮外轮圈上，可以有效的防护引导轮。引导轮外轮圈需要引导挖掘机履带正确的绕转，以防止其跑偏和越轨。较高的强度、良好的塑性、低屈服比、良好的焊接性能、耐低温冲击韧性已经成为新型挖掘机引导轮外轮圈用钢的发展方向。目前，大规格高强度低屈强比耐零下43℃的挖掘机引导轮外轮圈用钢的研究较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种大规格高强度低屈强比可在-43℃环境下服役的挖掘机引导轮外轮圈用热轧圆棒及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种挖掘机引导轮外轮圈用钢，钢种的化学成分重量百分比为C:0.32～0.39％，Si:0.08～0.32％，Mn:1.00～1.35％，Cr:0.10～0.30％，B:0.0005～0.0030％，S:0.020～0.050％，Al:0.005～0.035％，Ni:0.05～0.25％，P:≤0.018％,Cu:≤0.10％,Mo:≤0.05％,Ti:0.030～0.060％,N:≤0.0030％,Ti/N≥20,碳当量(C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14)≤0.58％,余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明钢各化学元素对应的主要作用及设计依据是：

C:是对钢材力学性能影响最大的元素。碳对抗拉强度的影响是，随着碳含量增加，钢材的抗拉强度不断提高，并且钢的淬透性也不断升高；钢材的塑性和韧性随之不断降低。本发明中的钢材采用中碳设计，C含量选择范围为0.32～0.39％。

Si:能够显著地提高钢的屈服极限与屈强比，过高的Si含量还会使得钢材的焊接性能恶化，不利于挖掘机引导轮外轮圈的焊接。因此，本发明中的Si含量选择范围为0.08～0.32％。

Mn:是影响钢的强度与淬透性的主要合金元素，但是当锰的质量分数超过1.35％时，有产生明显的回火脆性现象。因此，本发明中的Mn含量选择范围为1.00～1.35％。

Cr:是中等的碳化物形成元素，也能够提高钢的淬透性与强度。但是当铬的质量分数超过0.30％时，钢材的低温冲击韧性明显降低，同时钢材的焊接性能也会呈现出下降的趋势。因此，本发明Cr含量的选择范围为0.10-0.30％。

B:在钢中最大的作用是只需要极微量的硼就可以显著的提高钢材的淬透性，取代了大量的Mn、Cr、Ni合金元素。在提升钢的淬透性同时，钢的碳当量并没有升高，钢材的焊接性能没有发生下降的现象。本发明B含量的选择范围为0.0005～0.0030％。