專利名稱：一種具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體提供一種具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼。

背景技術(shù)：
目前常用的鋼材主要以碳含量和其他特殊成分進(jìn)行分類，常用圓形鋼材的牌號(hào)及成分如表1 表1 圓鋼中隨著碳含量的增加，圓鋼硬度增加、脆性增加、韌性降低、伸長(zhǎng)率降低、冷彎性能降低，無(wú)法同時(shí)具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率要求。然而在某些應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)材料的性能要求就是需要同時(shí)具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的，比如鐵路道釘需要滿足高強(qiáng)度的機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)，并且需要符合較大伸長(zhǎng)率、冷彎較大角度無(wú)裂紋的性能標(biāo)準(zhǔn)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種同時(shí)具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼。
為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明鋼材包括以下質(zhì)量百分的化學(xué)成分C0.14～0.18；Si 0.20～0.40；Mn 1.30～1.50；P≤0.030；S≤0.030。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明圓鋼通過調(diào)節(jié)材料的成分配方改善材料的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率性能，達(dá)到屈服強(qiáng)度σs≥325，抗拉強(qiáng)度500≤σb≤640，伸長(zhǎng)率δ≥25，折彎內(nèi)圓直徑等于兩倍圓鋼直徑時(shí)折彎90°無(wú)裂紋，符合2009年《碳鋼和合金鋼緊固件機(jī)械性能》標(biāo)準(zhǔn)的第一部份(螺栓、螺釘和螺柱粗牙和細(xì)牙系列)的ISO 898-1 5.6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于鐵路道釘可以實(shí)現(xiàn)冷彎90°無(wú)裂紋。
在圓鋼中各材料成分的作用如下 (1)、碳(C)鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23％超過時(shí)，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20％。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。
(2)、硅(Si)在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.15-0.30％的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60％，硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.0-1.2％的硅，強(qiáng)度可提高15-20％。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅1-4％的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性能。
(3)、錳(Mn)在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30-0.50％。在碳素鋼中加入0.70％以上時(shí)就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點(diǎn)高40％。含錳11-14％的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。
(4)、磷(P)在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045％，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。
(5)、硫(S)硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055％，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040％。在鋼中加入0.08-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。
本發(fā)明通過調(diào)整碳(C)和錳(Mn)的成分比例，優(yōu)化圓鋼內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)，達(dá)到發(fā)明目的。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明一種具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼為圓形的鋼材，包括以下質(zhì)量百分的化學(xué)成分(如表2)C 0.14～0.18；Si 0.20～0.40；Mn 1.30～1.50；P≤0.030；S≤0.030；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)(不含Cr、Ni、Cu)。
表2

權(quán)利要求
1、一種具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼，其特征在于包括以下質(zhì)量百分的化學(xué)成分C 0.14～0.18； Si 0.20～0.40；Mn 1.30～1.50；P≤0.030；S≤0.030。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼，其特征在于包括以下質(zhì)量百分的化學(xué)成分C 0.14～0.18；Si 0.20～0.40；Mn 1.30～1.50；P≤0.030；S≤0.030；其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體提供一種具備高強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的圓鋼，包括以下質(zhì)量百分的化學(xué)成分C 0.14～0.18；Si 0.20～0.40；Mn 1.30～1.50；P≤0.030；S≤0.030。本發(fā)明圓鋼通過調(diào)節(jié)材料的成分配方改善材料的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率性能，達(dá)到屈服強(qiáng)度σs≥325，抗拉強(qiáng)度500≤σb≤640，伸長(zhǎng)率δ≥25，折彎內(nèi)圓直徑等于兩倍圓鋼直徑時(shí)折彎90°無(wú)裂紋，特別適用于制作鐵路道釘。
文檔編號(hào)C22C38/04GK101643878SQ20091019525
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者陸建蘭 申請(qǐng)人:上海華廈鐵路部件有限公司