一種小規格圓環鏈用鋼的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金領域，具體涉及一種小規格圓環鏈用鋼。
【背景技術】
[0002] 圓環鏈用鋼主要應用于礦山、碼頭、煤炭、水泥廠等運輸、吊裝、傳動使用，是設備 的關鍵件和易損件，要求其強度高，韌性好，且具有良好的焊接性、抗疲勞、耐磨損等特性， 因此要求原材料既具有良好的內在質量和表面質量，又具有優異的綜合力學性能。
[0003] 近年來，國內普遍采用20Mn2A盤條生產小規格圓環鏈，主要用于鏈條、吊裝捆綁 帶、組裝手拉萌蘆吊具等起重機械。其生產圓環鏈的流程為：拉拔一剪切下料一冷彎成環一 閃光對焊一中頻線圈加熱淬火一高溫回火一表面防腐處理。目前國產20Mn2A盤條在進行 圓環鏈生產時存在一些問題：盤條中存在貝氏體組織，導致強度偏高，冷彎時易出現脆斷； 對焊過程存在晶粒粗大現象，形成魏氏體組織，冷卻過程鏈條肩部易產生裂紋；大規格產品 調質后強度偏低問題，調質處理后鏈條韌性較差；制成的圓環鏈強度不夠，無法滿足部分用 戶的需求。
[0004] 專利CN102653834A公開了一種圓環鏈條用鋼，該鋼組分為：C :0. 20~0. 25%， Mn :1· 05 ~I. 60%，Si :0· 42 ~0· 55%，P 彡 0· 04%，S :0· 04%，Ceq 彡 0· 52%，通過降低鋼 中Mn含量來消除焊接裂紋的產生，但是該方法會導致盤條強度較低；專利CN 103469078A 公開了一種70kg級圓環鏈用盤條，該鋼組分為：C :0. 15~0. 23%，Mn :1. 20~I. 90%，Si : 0· 15 ~0· 55%，P 彡 0· 020%，S :0· 015%，Cr :0· 10 ~0· 50%，通過向 20Mn2A 鋼中加入 Cr 元素來提高強度，但是該方法會導致焊縫處晶粒粗大，易造成圓環鏈最終性能不理想；專利 CN 1827822A公開了一種C級礦用圓環鏈用鋼，該鋼組分為：C :0. 17~0. 30%，Mn :1. 0~ 2. 0 %，Si :0· 1 ~0· 8 %，Mo :0· 1 ~0· 5 %，V :0· 02 ~0· 15 %，Cr :0· 05 %，P 彡 0· 03 %， S彡0. 03%，其含有較多的合金元素 Mo、V，因而成本較高，只適用于C級圓環鏈生產。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術中圓環鏈用鋼強度不夠以及焊接后易產生裂紋的問題，本發明提供 了一種小規格圓環鏈用鋼，其熱乳態盤條規格為Φ8~14_，屈服強度> 420MPa，抗拉強度 > 620MPa，斷后伸長率> 22%，生產圓環鏈時不會產生焊接裂紋，圓環鏈成品抗拉強度> 800MPa〇
[0006] 為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：
[0007] -種小規格圓環鏈用鋼，其化學成分以重量百分比計包括：C :0. 18~0. 25%，Mn : 1. 50 ~I. 90%，Si :0· 15 ~0· 40%，Ti :0· 01 ~0· 05%，A1 :0· 01 ~0· 05%，P 彡 0· 035%， SS 0.035%，余量的Fe及不可避免的雜質。
[0008] 優選的，所述的圓環鏈用鋼中Ti含量為0.015~0.035%，Al含量為0.02~ 0· 04%〇
[0009] 進一步，所述的小規格圓環鏈用鋼制得的熱乳態盤條規格為Φ8~14_，屈服強 度 > 420MPa，抗拉強度 > 620MPa。
[0010] 更進一步，所述的熱乳態盤條制成的圓環鏈成品抗拉強度> 800MPa。
[0011] 本發明小規格圓環鏈鋼采用Ti微合金化技術生產，向鋼中復合添加少量Al元素， 主要通過細晶強化和析出強化作用提高盤條的力學性能，同時通過較高的Mn含量來保證 圓環鏈鋼的淬透性。生產圓環鏈時需要經過高溫閃光對焊，較高的Mn含量對焊接性能不 利，易導致晶粒粗大、產生焊接裂紋，而鋼中析出的Ti (C、N)能夠有效抑制高溫焊接時晶粒 長大，改善焊縫區及熱影響區的組織，避免焊接裂紋的產生。
[0012] 本發明中各元素的作用及機理如下：
[0013] C是提高圓環鏈用鋼強度的主要元素。鋼中碳含量增加，有利于提高鋼的屈服強度 和抗拉強度，但是碳含量過高會降低鋼的塑性和韌性，惡化鋼的焊接性能。為保證圓環鏈用 鋼具有較好的綜合性能，碳含量控制在〇. 18~0. 25%。
[0014] Mn在鋼中起固溶強化作用，能明顯提高鋼的強度，同時提高鋼的淬透性。Mn含量 過高容易造成偏析，導致鋼中出現貝氏體或馬氏體組織，降低鋼的塑性。另外，Mn含量增高 會導致鋼的焊接性能降低。圓環鏈用鋼中Mn含量控制在1. 50~1. 90%。
[0015] Si是一種固溶元素，在鋼中固溶于鐵素體中，可提高鋼的屈服強度和抗拉強度。同 時，Si的添加可改善圓環鏈用鋼的回火穩定性，使圓環鏈在調質處理后具有良好的綜合性 能。但是，Si元素過高會影響圓環鏈的閃光對焊性能，因此Si含量控制在0. 15~0. 40%。
[0016] Ti是本發明圓環鏈用鋼中重要的微合金化元素，能夠在乳制過程中析出Ti (C、 N)，阻止奧氏體和鐵素體晶粒長大，具有較強的析出強化和細晶強化作用。同時，析出的 Ti (C、N)在閃光對焊時能有效阻止晶粒長大，改善焊縫處及熱影響區的組織，防止焊接裂紋 產生。
[0017] Al是一種脫氧元素，可降低鋼中氧含量，并能細化晶粒，提高鋼的強度和韌性，但 是Al含量過高會增加鋼中夾雜物含量，因此鋼中Al含量控制在0. 01~0. 05%。
[0018] P、S元素為雜質元素 ，含量應盡可能低，從而減少其在奧氏體晶界處的偏聚，提高 圓環鏈用鋼的韌性。
[0019] 與現有技術相比，本發明的有益效果至少在于：
[0020] (1)通過Ti微合金化技術生產，盤條組織均勻，力學性能穩定，可直接用于圓環鏈 生產，無須采用乳后退火，能夠大大降低圓環鏈的生產成本。
[0021] (2)通過合理的成分設計，在保證圓環鏈鋼淬透性的同時，避免了高Mn含量導致 的焊接裂紋的產生。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例和對比例對本發明作詳細說明。
[0023] 實施例1
[0024] 小規格圓環鏈用鋼，其化學成分以重量百分比計為：C :0. 22%，Mn :1. 72%，Si : 0.24%，Ti :0.03 %，Al :0.02 %，P :0.013 %，S :0.012 %，余量的 Fe 及不可避免的雜 質。鋼的生產工藝為：電弧爐冶煉一LF精煉一140mmX 140mm小方還連鑄一高線乳制一 斯太爾摩冷卻一集卷，熱乳態盤條規格為Φ14_，其性能見表1。圓環鏈生產工藝為：拉 拔至Φ 12mm -剪切下料一冷彎成環一閃光對焊一中頻線圈加熱淬火（1000°C )-回火 (300°C)-表面防腐處理。成品圓環鏈的性能見表2。
[0025] 實施例2
[0026] 小規格圓環鏈用鋼，其化學成分以重量百分比計為：C :0. 23%，Mn :1. 75%，Si : 0.21%，Ti :(X04%，A1 :(X03%，P :0.015%，S :0.013%，余量的 Fe 及不可避免的雜質。鋼 的生產工藝為：電弧爐冶煉一LF精煉一140_X140mm小方坯連鑄一高線乳制一斯太爾摩 冷卻一集卷，熱乳態盤條規格為Φ 10_，其性能見表1。圓環鏈生產工藝為：拉拔至Φ 8mm - 剪切下料一冷彎成環一閃光對焊一中頻線圈加熱淬火（l〇〇〇°C )-回火（300°C )-表面防 腐處理。成品圓環鏈的性能見表2。
[0027] 實施例3
[0028] 小規格圓環鏈用鋼，其化學成分以重量百分比計為：C :0. 23%，Mn :1. 70%，Si : 0.25%，Ti :0.02 %，Al :0.03 %，P :0.016 %，S :0.015 %，余量的 Fe 及不可避免的雜 質。鋼的生產工藝為：電弧爐冶煉一LF精煉一140mmX 140mm小方還連鑄一高線乳制一 斯太爾摩冷卻一集卷，熱乳態盤條規格為Φ 12mm，其性能見表1。圓環鏈生產工藝為：拉 拔至Φ IOmm -剪切下料一冷彎成環一閃光對焊一中頻線圈加熱淬火（1000°C )-回火 (300°C)-表面防腐處理。成品圓環鏈的性能見表2。
[0029] 對比實施例
[0030] 小規格圓環鏈用鋼，其化學成分以重量百分比計為：C :0. 23%，Mn :1. 65%，Si : 0. 22%，P :0. 012%，S :0. 013%，余量的Fe及不可避免的雜質。鋼的生產工藝為：電弧爐冶 煉一LF精煉一140mmX 140mm小方坯連鑄一高線乳制一斯太爾摩冷卻一集卷，熱乳態盤條 規格為Φ14_，其性能見表1。圓環鏈生產工藝為：拉拔至Φ 12mm-剪切下料一冷彎成環 -閃光對焊一中頻線圈加熱淬火（l〇〇〇°C )-回火（300°C )-表面防腐處理。成品圓環鏈 的性能見表2。
[0031] 表1實施例1-3及對比實施例熱乳態盤條的性能
[0033] 表2實施例1-3及對比實施例成品圓環鏈的性能
[0034] CN 105200320 A 說明書 4/4 頁
[0035] 以上所述實施例僅表達了本發明的【具體實施方式】，但并不能因此理解為對本發明 專利范圍的限制。本領域的技術人員在本發明構思的啟示下對本發明所做的任何變動均落 在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種小規格圓環鏈用鋼，其特征在于，其化學成分以重量百分比計包括：c:0.18~ 0? 25%，Mn:1. 50~L90%，Si:0? 15 ~0? 40%，Ti:0? 01 ~0? 05%，Al:0? 01 ~0? 05%， P彡0. 035%，S彡0. 035%，余量的Fe及不可避免的雜質。2. 根據權利要求1所述的小規格圓環鏈用鋼，其特征在于，所述的圓環鏈用鋼中Ti含 量為 0? 015 ~0? 035%，Al含量為 0? 02 ~0? 04%。3. 根據權利要求1或2所述的小規格圓環鏈用鋼，其特征在于，所述的圓環鏈用鋼制得 的熱乳態盤條規格為~14mm，屈服強度> 420MPa，抗拉強度> 620MPa。4. 根據權利要求3所述的小規格圓環鏈用鋼，其特征在于，所述的熱乳態盤條制成的 圓環鏈成品抗拉強度> 800MPa。
【專利摘要】本發明公開了一種小規格圓環鏈用鋼，其化學成分以重量百分比計包括：C：0.18～0.25％，Mn：1.50～1.90％，Si：0.15～0.40％，Ti：0.01～0.05％，Al：0.01～0.05％，P≤0.035％，S≤0.035％，余量的Fe及不可避免的雜質。通過Ti微合金化技術生產，利用Ti元素的細晶強化和析出強化作用提高盤條的力學性能，同時利用析出的碳氮化物抑制高溫焊接時晶粒長大，改善焊縫區及熱影響區的組織。本發明生產的圓環鏈用鋼組織均勻、性能穩定、易于加工，避免了閃光對焊時焊接裂紋的產生，圓環鏈成品抗拉強度大于800MPa，具有優良的綜合性能。
【IPC分類】C21D8/06, C22C38/14
【公開號】CN105200320
【申請號】CN201510702122
【發明人】曹理強, 賀瑩瑩, 麻晗
【申請人】江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月26日