一种微合金车轴钢的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微合金车轴钢的制备方法，涉及钢材制备技术领域，具体为一种微合金车轴钢的制备方法，所述车轴钢化学成分为：以百分含量计，包括0.3%‑0.55%的C，0.5%‑0.9%的Cr，0.15%‑0.0.35%的Mo，0.04%‑0.50%的Ti，0.02%‑0.06%的V，7%‑12%的Mn，0.18%‑0.39%的Si。该微合金车轴钢的制备方法，通过在对车轴钢熔炼时，加入C、Cr、Mo、Ti、V、Mn、Si等金属，提高车轴钢的韧性与强度，同时使车轴钢中含有部分S，改善切削的加工性，便于对车轴钢进行成型切削，另外使车轴钢中含有部分V，V在钢中主要通过形成碳氮化物来影响钢的组织与性能，V颗粒大部分在先共析铁素体内弥散析出，在珠光体内的铁素体区也有析出，因此析出相的沉淀强化作用可同时强化铁素体和珠光体。

【技术实现步骤摘要】
一种微合金车轴钢的制备方法
本专利技术涉及钢材制备
，具体为一种微合金车轴钢的制备方法。
技术介绍
车轴钢用于制造铁路机车和车辆车轴的专业用钢。车轴受力和车轴钢的性能要求车轴是承受机车、车辆质量的关键部件，在运行中承受旋转弯曲和冲击等多项复杂应力，疲劳裂损是其主要破坏形式。因而要求车轴钢具有足够的强度和韧性，并且对可以成为车轴裂纹源的各种冶金缺陷的要求十分严格。列车车轴，是列车运行十分重要的关键部件，直接决定列车的运行速度和运输安全。在高速行驶过程中，列车车轴承受车身自重的同时，还受到巨大的扭转。近年来，随着我国高速列车运行速度的大幅提升，对列车车轴的综合性能，提出了更高的要求，给列车车轴的生产提出了严峻挑战，尤其是寒带地区，气温≤-40℃的冲击韧性不足，使得列车在寒带地区的运行危险性增加，同时现有车轴钢硬度较高，在生产后，不利于对车轴进行成型加工，此外，现有车轴钢制备步骤繁琐，制作费时费力，为此我们提出一种微合金车轴钢的制备方法以解决上述提出的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种微合金车轴钢的制备方法，具有提高车轴钢的强度与韧性、降低生产成本等优点，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种微合金车轴钢的制备方法，所述车轴钢化学成分为：以百分含量计，包括0.3％-0.55％的C，0.5％-0.9％的Cr，0.15％-0.0.35％的Mo，0.04％-0.50％的Ti，0.02％-0.06％的V，7％-12％的Mn，0.18％-0.39％的Si，其余为Fe和不可避免的杂质，各组分与杂质百分数之和为100％。优选的，所述车轴钢还包括含量小于0.2％含量的Ni以及0.02-0.06％含量的AI和含量小于0.3％含量的Cu。优选的，所述杂质包括含量小于0.025％的P，小于0.15％含量的S，0.0002％含量的H，0.0025％的O，0.006％含量的N。一种微合金车轴钢的制备方法，包括以下操作步骤：电炉熔炼：将车轴钢原料导入电炉中，对金属进行初步熔炼，并向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件，炼钢时通过工具将金属熔炼时产生的废渣排出，通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化；二次冶金：将炼钢炉(转炉、电炉等)中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼，初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化，精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等；钢液搅拌除杂：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌，对钢液进行脱硫处理以及使夹杂物上浮；钢液喂丝与预合金化：按照车轴钢内金属含量，向钢液内部加入金属丝(如Cr丝、Mo丝、Ti丝等)；钢包处理：在车轴钢成型后，将合金钢加热到650-700摄氏度，保温90-180分钟，之后加热到800-880摄氏度，保温130-220分钟得到奥氏体化的合金钢，将奥氏体化的合金钢淬火得到马氏体化的合金钢，淬火后合金钢温度不高于70摄氏度；将马氏体化的合金钢加热到460-600摄氏度，并保温180-300分钟，冷却得到高强度易切削车轴钢。优选的，所述淬火采用PAG淬火液，且PAG淬火液浓度为5-9％，所述PAG淬火液温度低于70摄氏度。优选的，所述车轴钢成型后为圆柱型，直径为D，所述D为0-250毫米。本专利技术提供了一种微合金车轴钢的制备方法，具备以下有益效果：1、该微合金车轴钢的制备方法，通过在对车轴钢熔炼时，加入C、Cr、Mo、Ti、V、Mn、Si等金属，提高车轴钢的韧性与强度，同时使车轴钢中含有部分S，改善切削的加工性，便于对车轴钢进行成型切削，另外使车轴钢中含有部分V，V在钢中主要通过形成碳氮化物来影响钢的组织与性能，V颗粒大部分在先共析铁素体内弥散析出，在珠光体内的铁素体区也有析出，因此析出相的沉淀强化作用可同时强化铁素体和珠光体，在晶界处也会有V颗粒析出，通过钉扎晶界，阻止晶粒长大，从而细化铁素体晶粒，提高车轴钢的强度。2、该微合金车轴钢的制备方法，通过熔炉对金属进行熔炼，并在熔炼时对其他金属进行添加，并对合金进行升温淬火，简化了制备步骤，进一步将你的了制备的难度。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术提供一种技术方案：一种微合金车轴钢的制备方法，车轴钢化学成分为：以百分含量计，包括0.3％-0.55％的C，0.5％-0.9％的Cr，0.15％-0.0.35％的Mo，0.04％-0.50％的Ti，0.02％-0.06％的V，7％-12％的Mn，0.18％-0.39％的Si，其余为Fe和不可避免的杂质，各组分与杂质百分数之和为100％。车轴钢还包括含量小于0.2％含量的Ni以及0.02-0.06％含量的AI和含量小于0.3％含量的Cu。杂质包括含量小于0.025％的P，小于0.15％含量的S，0.0002％含量的H，0.0025％的O，0.006％含量的N。一种微合金车轴钢的制备方法，包括以下操作步骤：电炉熔炼：将车轴钢原料导入电炉中，对金属进行初步熔炼，并向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件，炼钢时通过工具将金属熔炼时产生的废渣排出，通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化；二次冶金：将炼钢炉(转炉、电炉等)中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼，初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化，精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等；钢液搅拌除杂：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌，对钢液进行脱硫处理以及使夹杂物上浮；钢液喂丝与预合金化：按照车轴钢内金属含量，向钢液内部加入金属丝(如Cr丝、Mo丝、Ti丝等)；钢包处理：在车轴钢成型后，将合金钢加热到650-700摄氏度，保温90-180分钟，之后加热到800-880摄氏度，保温130-220分钟得到奥氏体化的合金钢，将奥氏体化的合金钢淬火得到马氏体化的合金钢，淬火后合金钢温度不高于70摄氏度；将马氏体化的合金钢加热到460-600摄氏度，并保温180-300分钟，冷却得到高强度易切削车轴钢。淬火采用PAG淬火液，且PAG淬火液浓度为5-9％，PAG淬火液温度低于70摄氏度。车轴钢成型后为圆柱型，直径为D，D为0-250毫米。综上，该微合金车轴钢的制备方法，制备时，将车轴钢原料导入电炉中，对金属进行初步熔炼，并向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件，炼钢时通过工具将金属熔炼时产生的废渣排出，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微合金车轴钢的制备方法，其特征在于，所述车轴钢化学成分为：以百分含量计，包括0.3%-0.55%的C，0.5%-0.9%的Cr，0.15%-0.0.35%的Mo，0.04%-0.50%的Ti，0.02%-0.06%的V，7%-12%的Mn，0.18%-0.39%的Si，其余为Fe和不可避免的杂质，各组分与杂质百分数之和为100%。/n

【技术特征摘要】
1.一种微合金车轴钢的制备方法，其特征在于，所述车轴钢化学成分为：以百分含量计，包括0.3%-0.55%的C，0.5%-0.9%的Cr，0.15%-0.0.35%的Mo，0.04%-0.50%的Ti，0.02%-0.06%的V，7%-12%的Mn，0.18%-0.39%的Si，其余为Fe和不可避免的杂质，各组分与杂质百分数之和为100%。


2.根据权利要求1所述的一种微合金车轴钢的制备方法，其特征在于：所述车轴钢还包括含量小于0.2%含量的Ni以及0.02-0.06%含量的AI和含量小于0.3%含量的Cu。


3.根据权利要求1所述的一种微合金车轴钢的制备方法，其特征在于：所述杂质包括含量小于0.025%的P，小于0.15%含量的S，0.0002%含量的H，0.0025%的O，0.006%含量的N。


4.一种微合金车轴钢的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
电炉熔炼：将车轴钢原料导入电炉中，对金属进行初步熔炼，并向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件，炼钢时通过工具将金属熔炼时产生的废渣排出，通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞杰，杨世钊，朱天浩，江宏亮，周湛，
申请(专利权)人：江苏联峰能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32