本发明专利技术属于冶金领域，是一种４０Ｓｉ２ＭｎＣｒＮｉＭｏＶＮｂＮ弹簧钢及其生产工艺，按重量百分比包括以下成份：Ｃ：０．３９～０．４５％，Ｓｉ：１．６０～１．９０％，Ｍｎ：０．６０～０．８０％，Ｃｒ：０．３５～０．５０％，Ｎｉ：０．４０～０．６０％，Ｍｏ：０．１５～０．２５％，Ｖ：０．０６～０．１２％，Ｎｂ：０．０１５～０．０２５％，Ｎ：０．００８０～０．０１５０％，Ｐ≤０．００３５％，Ｓ≤０．００３５％，余量是Ｆｅ和不可避免的杂质。工艺包括电炉冶炼、ＬＦ精炼、ＶＤ炉真空脱气、连铸和轧制。本发明专利技术的弹簧钢可适应弹簧的各种苛刻工作环境、高强度、高寿命、耐腐蚀、耐氢致裂纹的要求，除高的抗拉强度外，还具有优良的抗延迟断裂、耐腐蚀性能、疲劳性能和抗弹减性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金领域，涉及一种弹簧钢及其生产工艺，具体的说是一种 40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢及其生产工艺。
技术介绍
60Si2MnA是国内使用最广泛的弹簧钢品种之一，其用量占弹簧钢总量的70%左 右，主要用于汽车、拖拉机、铁路车辆上的板簧，螺旋弹簧。伴随着汽车轻量化、节能和铁路 不断提速的进程，要求不断开发出高强度、节能型、抗腐蚀、耐氢至裂纹的优质高强度弹簧 钢品种。60Si2MnA钢强度高、抗弹减性好、价格相对便宜。60Si2MnA由于有较高的碳含量、 硅含量、锰含量，所以有较好的抗弹减性，但是易脱碳、碳偏析、过热敏感性大、晶粒易粗大， 淬透性相对较差。 弹簧工业近来面临的一个迫切问题是减轻弹簧重量，为此必须提高弹簧钢的设计 应力和各项综合能力。而提高设计应力首要解决的问题之一是如何提高弹簧钢的弹性减退 抗力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对以上现有60Si2MnA弹簧钢存在的缺点，提出一种40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢及其生产工艺，具有高弹减抗力、高疲劳破坏抗力、高淬透性、并有一定抗回火能力和抗点蚀能力。 本专利技术解决以上技术问题的技术方案是 —种40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢，按重量百分比包括以下成份C :0. 39 0. 45%， Si :1. 60 1. 90%， Mn :0. 60 0. 80%， Cr :0. 35 0. 50%， Ni :0. 40 0. 60%， Mo :0. 15 0. 25 %， V :0. 06 0. 12 %， Nb :0. 015 0. 025 %， N :0. 0080 0. 0150 %， P《0. 0035%， S《0. 0035%，余量是Fe和不可避免的杂质。本专利技术的40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢，优选成份为:C :0. 40 0. 44%，Si :1. 70 1. 90%，Mn :0. 65 0. 75%，Cr :0. 35 0. 45%，Ni :0. 45 0. 55%，Mo :0. 15 0. 25%，V : 0. 07 0. ll%，Nb :0. 015 0. 025%，N :0. 0080 0. 0140%，P《0. 0015%， S《0. 0015%，余量是Fe和不可避免的杂质。 生产40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢的工艺，包括电炉冶炼、LF精炼、VD炉真空脱气、 连铸和轧制； 电炉冶炼工序中红包无渣出钢，铁水加生铁量^总配料量的30%，配碳量>总 配料量的1. 5%，点控制目标0 0. 15， P《0. 008%， T > 1630。C，定氧《700PPm ; LF精炼工序中精炼过程中不采用铝脱氧，使用SiC、电石总量0. 3 0. 5Kg/t，钢 水分3 5批次扩散脱氧，确保白渣时间^ 20分钟；吹Ar压力为0. 25 0. 50MPa，流量为 60 120L/Min，时间極in ;VD炉真空脱气工序中真空度< l.O毫巴下保持，保持时间10 15min，破真空即保持静搅状态；静搅过程中根据温降加入保温剂0. 8 1. 2Kg/吨钢水；真空终点出站温 度连铸第一炉1525 1535t:，连浇炉1515 1525°C ; 连铸工序中液相线温度1484。C，过热度20 30。C，负滑脱率35% ; 轧制工序中予热段《85(TC，加热段1120 115(TC，均热段1100 114(TC，总 加热时间2. 5 3. 0小时；水除鳞压力^ 20MPa ;开轧温度^ 1050。C，终轧温度^ 950°C ; 轧后轧材入坑缓冷，缓冷坑必须干燥，入坑温度^ 600°C，保温时间> 24小时，出坑温度 《200°C。 本专利技术的弹簧钢与60Si2MnA相比有较低碳含量、硅含量、锰含量，加入Cr、Ni、Mo、 V、 Nb、 N元素，充分运用多元合金化作用。 C:在所有元素中，碳提高强度的能力最大，碳对淬火回火钢的强化效果大约为硅 的5倍，铬的9倍和锰的18倍，所以为保证弹簧钢具有足够的强度、硬度，弹性和抗疲劳等 性能，钢中必须含有相当高的碳含量。 Si :固溶强化，沉淀强化和细晶强化都能使位错移动困难，因而可有效提高钢的弹 减抗力。研究表明，在所有合金元素中硅提高弹减抗力的能力最强，所以弹减抗力优良的弹 簧钢都含有较多的硅。硅所以能有效提高弹减抗力，据研究是因为它具有强烈的固溶强化 能力，而且能抑制渗碳体在回火过程中的晶核形成和长大，改变渗碳体的形状和间距。钢中 加入Si可提高钢回火稳定性，但脱碳敏感性较大，热处理时易出现石墨化。硅也易降低钢 的塑性和韧性。 Mn和Cr :对钢起强化作用，提高钢的淬透性能。 Ni :对钢起抗点蚀作用(点蚀易引起裂纹敏感)。 V和Nb :均是强碳化物形成元素，在钢中有沉淀强化和细晶强化的作用，提高钢的 强度和韧性及回火稳定性，产生二次硬化效应。 N :与V、Nb复合，起细晶强化作用。 Mo :提高淬透性、热强性和防回火脆性。 防止延迟断裂的措施有晶粒细化、晶界强化、增加氢捕集点；添加Nb、N可以得到 足够的延迟断裂强度；Nb、 N可改善晶界强度，改善延迟断裂强度；真空脱气处理主要是减 少钢液中的氧、氢等气体成分的处理，以减少大型的非金属夹杂物，减少非金属夹杂物的数 量能改善疲劳特性。钙处理和镁处理能有效控制硬质的非金属夹杂物，使之成为软性的夹 杂物，软性夹杂物对疲劳极限的影响小于硬性夹杂物的影响。 本专利技术的优点本专利技术的弹簧钢可适应弹簧的各种苛刻工作环境、高强度、高寿 命、耐腐蚀、耐氢致裂纹的要求，除高的抗拉强度外，还具有优良的抗延迟断裂、耐腐蚀性 能、疲劳性能和抗弹减性能。具体实施方式 实施例一 本实施例为40Si2MnCrNiMoVNbN弹簧钢，对比例为60Si2MnA弹簧钢，成份如下表 所示 表1 <table>table see original document page 5</column></row><table> 具体工艺如下 电炉冶炼 要求红包无渣出钢。电炉新砌炉壳前三炉不得用于生产本方案中弹簧钢，尽量 避免使用新钢包，在不得已使用新钢包时须适当延长LF精炼及VD真空处理时间。100吨 电炉冶炼，因需要走真空，钢包要留有自由空间，出钢量目标为88吨，配料选用优质废钢、 铁水、生铁。铁水加生铁量>总配料量的30%。配碳量^ 1.5%，要求电炉冶炼配碳量 > 1. 5%、脱碳量> 1. 0。电炉终点控制目标O 0. 15， P《0. 008%， T > 1630。C，定氧 《700PPm，电炉出钢过程中钢包内每吨钢水渣料及合金加入量Mn-Fe 8Kg，石灰8Kg， 萤石2Kg， LAl-LTi-FeSi 23Kg， LTi-HC-CrFe 7Kg等。 LF精炼炉 精炼过程中不采用铝脱氧。严禁使用铝材料及铝钒土。依据渣况使用SiC、电石总 量0. 4 0. 8Kg/t，钢水分3 5批次扩散脱氧，确保白渣时间^ 20分钟以上。 吹Ar :压力为0. 25 0. 50MPa，流量为60 120L/Min，时间^ 40Min。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种４０Ｓｉ２ＭｎＣｒＮｉＭｏＶＮｂＮ弹簧钢，其特征在于：按重量百分比包括以下成份：Ｃ：０．３９～０．４５％，Ｓｉ：１．６０～１．９０％，Ｍｎ：０．６０～０．８０％，Ｃｒ：０．３５～０．５０％，Ｎｉ：０．４０～０．６０％，Ｍｏ：０．１５～０．２５％，Ｖ：０．０６～０．１２％，Ｎｂ：０．０１５～０．０２５％，Ｎ：０．００８０～０．０１５０％，Ｐ≤０．００３５％，Ｓ≤０．００３５％，余量是Ｆｅ和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王时林，沈朴恒，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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