[发明专利]保淬透性高强度低温韧性弹簧钢

说明书

技术领域

    本发明型涉及一种保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，属于合金钢技术领域。 

背景技术

目前，大吨位工程机械的工作应力较大，使用的地域差异性对零件的冲击性能提出了新的要求，特别是对于涨紧机构用弹簧钢，不仅要求具有高强度， 同时还必须保证在-40℃的条件下仍具有高的冲击性能。工程机械用弹簧钢规格较大，通常为φ40-φ60mm，具有良好的淬透性和高强度、一定的常温冲击性能是钢材的基本条件，通过添加微量元素已经实现，但具有上述性能的同时-40℃的条件下仍具有高的冲击性能，并具有经济性是新的课题。背景技术用于制作螺旋弹簧的大规格圆钢材料有60Si2CrA、60Si2CrVA、60CrMnBA、SUP11A，中国专利ZL200510018800.7、名称为“高强韧性高淬透性弹簧钢”，ZL200710052805.0、名称为“一种高应力、高塑性、高淬透性的大截面弹簧用钢”，ZL200380100602.4、名称为“改善了淬透性和耐点蚀性的弹簧用钢”；上述材料的淬透性较大，均适用于不同尺寸的大断面直径的弹簧，但均无法在保证高淬透性、高强度的同时保证材料的低温韧性。

发明内容

本发明目的是提供一种保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，提高钢的淬透性的同时，提高钢的冲击韧性，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

保淬透性高强度低温韧性弹簧钢，化学成分按照重量百分比配比如下：

C：0.56%-0.64%，Si：1.40%-2.00%，Mn：0.40%-0.80%，Cr：0.70%-1.00%，Ni：0.10%-0.40%，Cu≤0.25%，P≤0.025%，S≤0.025%，其余为Fe及杂质；具有880℃±20℃淬火后430±50℃回火抗拉强度≥1750Mpa，常温及-40℃的Aku2≥20J，Aku2为U型缺口2mm的冲击功，单位J；端淬试验J20≥55HRC，J20代表端淬试验距离喷水端20mm处的硬度，单位HRC,端淬试验是按GB/T225进行的。

本发明的Mn较佳范围是重量百分比0.65%-0.80%，其目的是提高钢的淬透性的同时，配合热处理工艺提高钢的冲击韧性。

本发明的Ni较佳范围是重量百分比0.10%-0.30%，其目的是提高钢的低温冲击韧性。

本发明特别适用于制作规格≤φ50mm的圆柱螺旋弹簧。

本发明与背景技术相比，具有如下的积极效果是：

1、与GB/T1222中60Si2CrA相比，60Si2CrA的Mn含量为0.40%-0.70%，如果其他成分要求的中限，在Mn低于0.65%时，其钢材的端淬值不能达到55HRC以上，同时Ni在不添加或低于0.1%时无法保证-40℃低温冲击值；与60Si2CrA相比，本钢种突破了其Mn的上限，使本发明钢的淬透性达到55HRC以上，同时限定了Ni：0.10%-0.30%，保证了-40℃低温冲击值，同时也未因添加Ni过多增加成本。

2、与ZL200510018800.7、“高强韧性高淬透性弹簧钢”相比，其钢种为52CrMnB弹簧钢，其适合26-36mm的钢板弹簧 ，满足J20≥55HRC能力不足，同时该钢种在1750Mpa情况下不确定其-40℃的冲击韧性达到20J以上；本发明钢与该钢种相比，通过C、Si、Mn、Cr提高了其强度和淬透性，由于添加了微量Ni提高了低温冲击韧性。

3、与ZL200710052805.0、“一种高应力、高塑性、高淬透性的大截面弹簧用钢”相比，其特点是将C含量控制在较低的0.37%-0.43%,通过提高Mn到1.30%-2.20%，并添加B、V、Ti，达到提高钢的淬透性和晶粒度的目的，但因为发挥B的作用添加了Ti，TiN作为有棱角的夹杂物对弹簧钢疲劳影响较大，同时该钢种在1750Mpa情况下不确定其-40℃的冲击韧性达到20J以上。本发明钢不含B，因此添加Ti保B所带来的无法避免的TiN夹杂在本钢种含量极少，弹簧的疲劳及冲击韧性指标较好。