本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼材及其制造方法，尤其涉及一種齒軸用鋼及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、汽車工業(yè)的發(fā)展對(duì)汽車零部件提出了越來越高的要求。其中，高強(qiáng)韌、高疲勞壽命和高溫穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)高效的齒輪是重要的發(fā)展方向。

2、相應(yīng)地，高強(qiáng)韌齒軸用鋼可滿足汽車輕量化對(duì)材料的高技術(shù)要求。此外，為了保證齒輪的淬火強(qiáng)度，通常還需要對(duì)齒軸用鋼的淬透性提出要求。

3、高淬透性mncr系滲碳齒輪鋼的主要技術(shù)難題是在提高淬透性的同時(shí)，如何避免淬透性帶寬過大導(dǎo)致的齒輪尺寸散差，且同時(shí)滿足高溫滲碳后齒輪不出現(xiàn)混晶和晶粒粗大現(xiàn)象。

4、例如：公開號(hào)為cn101096742a，公開日為2008年1月2日，名稱為“高強(qiáng)度汽車用齒輪鋼”的中國專利文獻(xiàn)公開了一種高強(qiáng)度汽車用齒輪鋼。其鋼中復(fù)合加入了nb、v、al等合金元素，細(xì)化了原始奧氏體晶粒，其成分質(zhì)量百分比為：c：0.20～0.40，si：0.20～0.50，mn：0.50～1.00，cr：0.80～1.30，nb：0.015～0.080，v：0.030～0.090，mo：0.15～0.55，al：0.015～0.050，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。通過加入微量的nb、v后，來優(yōu)化齒輪鋼的晶粒度、淬透性及其帶寬。

5、又例如：公開號(hào)為cn103361559a，公開日為2013年10月23日，名稱為“一種nb、ti復(fù)合微合金化的20crmnti易切削齒輪鋼”的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種nb、ti復(fù)合微合金化的20crmnti易切削齒輪鋼，鋼的組分為：c：0.17～0.22％，si：0.20-0.35％，mn：0.9～1.10％，p:≤0.025％，s：0.020～0.035％，cr：1.05～1.30％，al：0.015～0.035％，ti：0.02～0.06％，nb：0.02～0.06％，余量為鐵與不可避免的雜質(zhì)。其通過控制nb、ti及al等微合金元素含量，提高齒輪滲碳溫度或縮短滲碳時(shí)間。

6、然而，上述專利文獻(xiàn)并沒有完全解決高強(qiáng)度齒軸用鋼的淬透性以及帶寬控制的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼，其通過優(yōu)化齒軸用鋼成分體系，尤其是合理控制齒輪鋼中微合金元素與氮元素的含量，可以較低的成本獲得具有較高淬透性、較窄淬透性帶寬和良好高溫晶粒穩(wěn)定性的高強(qiáng)度齒軸用鋼。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼，其除了fe和不可避免的雜質(zhì)以外還含有質(zhì)量百分含量如下的下述各化學(xué)元素：

3、c：0.16～0.22％，

4、si：0.10～0.40％，

5、mn：0.86～1.24％，

6、cr：0.95～1.44％，

7、al：0.02～0.05％，

8、ti：0.015～0.039％，

9、nb：0.001～0.034％，

10、n：0.006～0.015％，

11、b：0.0006～0.0034％；

12、其微合金元素系數(shù)rm/n的范圍為1.5～5.0，其中rm/n＝(10*[nb]/93+[ti]/480+[al]/27)/([n]/14)，式中各化學(xué)元素均代入該化學(xué)元素質(zhì)量百分含量的百分號(hào)前面的數(shù)值。

13、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，其各化學(xué)元素質(zhì)量百分含量為：

14、c：0.16～0.22％，

15、si：0.10～0.40％，

16、mn：0.86～1.24％，

17、cr：0.95～1.44％，

18、al：0.02～0.05％，

19、ti：0.015～0.039％，

20、nb：0.001～0.034％，

21、n：0.006～0.015％，

22、b：0.0006～0.0034％；

23、余量為fe和不可避免的雜質(zhì)；

24、其微合金元素系數(shù)rm/n的范圍為1.5～5.0，其中rm/n＝(10*[nb]/93+[ti]/480+[al]/27)/([n]/14)，式中各化學(xué)元素均代入該化學(xué)元素質(zhì)量百分含量的百分號(hào)前面的數(shù)值。

25、在本發(fā)明所述高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，各化學(xué)元素的設(shè)計(jì)原理具體如下所述：

26、c：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，c是鋼中所必需的成分，同時(shí)其也是影響鋼的淬透性最主要的元素之一。高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼需要表面強(qiáng)度的同時(shí)也需要足夠的心部沖擊韌性，當(dāng)鋼中c元素含量太低時(shí)，低于0.16％時(shí)，則鋼材的強(qiáng)度不足，且不能保證良好的淬透性要求；相應(yīng)地，鋼中c元素含量也不宜太高，當(dāng)鋼中c元素含量太高時(shí)，無法滿足齒輪心部韌性的需求，且c含量過高對(duì)鋼材的塑性不利，特別是對(duì)mn含量較高的滲碳齒輪鋼，c含量大于0.22％時(shí)不利于鋼的加工性能。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將c的質(zhì)量百分比控制在0.16～0.22％之間。

27、si：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，si元素不僅能夠更好地消除氧化鐵對(duì)鋼的不良影響，其也能溶入鐵素體，使鐵素體強(qiáng)化，提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和彈性及彈性極限。同時(shí)，需要注意的是，si元素會(huì)提高鋼的ac3溫度，因?qū)嵝暂^差，有開裂風(fēng)險(xiǎn)以及脫碳傾向?；诖耍C合考慮si的有益效果和不利影響，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將si的質(zhì)量百分比控制在0.10～0.40％之間。

28、mn：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，mn是影響鋼淬透性的主要元素之一。mn元素的脫氧能力很好，其可以還原鋼中的氧化鐵，能夠有效提高鋼的產(chǎn)量。mn能溶入鐵素體，提高鋼的強(qiáng)度和硬度，并使鋼材在熱軋后冷卻時(shí)得到片層較細(xì)、強(qiáng)度較高的珠光體。此外，mn還能與鋼中的s形成mns，可以消除s的有害作用，其具有使鋼形成和穩(wěn)定奧氏體組織的能力，可以強(qiáng)烈增加鋼的淬透性，還能減低鋼的紅韌性。當(dāng)鋼中mn元素含量過小時(shí)，鋼材的淬透性不足；而當(dāng)鋼中mn元素含量過高時(shí)，則會(huì)使鋼材的熱塑性變差，影響生產(chǎn)，且鋼材在水淬時(shí)容易發(fā)生裂紋。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將mn的質(zhì)量百分比控制在0.86～1.24％之間。

29、cr：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，cr是本發(fā)明鋼中添加的主要合金元素之一，cr可以顯著提高鋼的淬透性以及強(qiáng)度、耐磨性等性能。另外，cr還能降低鋼中c元素的活度，可以防止加熱、軋制和熱處理過程中的脫碳，但是過高的cr會(huì)明顯降低淬火及回火鋼材的韌性，形成粗大的沿晶界分布的碳化物。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將cr元素的質(zhì)量百分比控制在0.95～1.44％之間。

30、al：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，al屬于細(xì)化晶粒元素。al元素與n配合可進(jìn)一步細(xì)化晶粒，并提高鋼材的韌性。晶粒細(xì)化在提高鋼的力學(xué)性能尤其是強(qiáng)度和韌性方面有重要的作用，同時(shí)晶粒細(xì)化還有助于降低鋼的氫脆敏感性。但需要注意的是，鋼中al元素含量不宜過高，過高含量的al易增加鋼中夾雜物產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將al元素的質(zhì)量百分比控制在0.02～0.05％之間。

31、ti：ti加入鋼中雖然可以形成細(xì)小析出相，但鋼中ti元素含量過高時(shí)，則會(huì)在冶煉過程中形成粗大的帶棱角的tin顆粒，降低鋼的沖擊韌性。因此在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，控制ti元素含量在0.015～0.039％。

32、nb：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，nb元素加入鋼中，能夠形成細(xì)小析出相，從而起到對(duì)鋼再結(jié)晶的抑制作用，可以有效細(xì)化晶粒。需要注意的是，鋼中nb元素含量不宜過高，當(dāng)鋼中nb含量過高時(shí)，在冶煉過程中會(huì)形成粗大的nbc顆粒，反而降低鋼材的沖擊韌性。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將nb元素的質(zhì)量百分比控制在0.001～0.034％。

33、n：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，n為間隙原子，其可以與鋼中的微合金結(jié)合形成mn型析出物，在高溫下能夠釘扎晶界，從而抑制奧氏體晶粒長大。當(dāng)鋼中n元素含量較低時(shí)，則形成的mn少，所起到的釘扎作用不明顯；而當(dāng)鋼中n元素含量過高時(shí)，則容易在煉鋼中富集，降低鋼的韌性。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，將n元素的質(zhì)量百分比控制在0.006～0.015％之間。

34、b：硼能極大地提高鋼的淬透性，而且所需含量較少，其作用為一般合金元素的幾百倍乃至上千倍，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效果。而且硼鋼可以采用水淬，既節(jié)省淬火用油又容易獲得馬氏體組織，因而使含硼鋼具有良好的強(qiáng)度和硬度。只要硼含量合適、生產(chǎn)工藝恰當(dāng)、保證完全淬透，就不會(huì)明顯降低塑性和韌性。但b元素容易偏聚，會(huì)引起鋼材淬透性較大的波動(dòng)。因此在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，控制b元素含量在0.0006～0.0034％之間。

35、另外，重要的是，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，需要控制微合金元素系數(shù)rm/n的范圍為1.5～5.0，其中rm/n＝(10*[nb]/93+[ti]/480+[al]/27)/([n]/14)，式中的各化學(xué)元素均代入該化學(xué)元素的質(zhì)量百分含量的百分號(hào)前面的數(shù)值。

36、在本發(fā)明中，al、nb、ti和n均是主要的細(xì)化晶粒元素，本發(fā)明通過控制齒輪鋼中al、nb、ti、n的含量以及微合金元素系數(shù)rm/n，使得微合金元素與多余的n元素形成析出物，從而在高溫階段抑制奧氏體晶粒長大。

37、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼的不可避免的雜質(zhì)中，各雜質(zhì)元素含量滿足下述各項(xiàng)的至少其中之一：

38、p≤0.030％，

39、o≤0.0020％，

40、h≤0.0002％，

41、ca≤0.0034％。

42、在上述技術(shù)方案中，p、o、h和ca均為鋼中的雜質(zhì)元素，在技術(shù)條件允許情況下，為了獲得性能更好且質(zhì)量更優(yōu)的鋼材，應(yīng)盡可能降低鋼中雜質(zhì)元素的含量。其中：

43、p：p容易在鋼中晶界處偏聚，會(huì)降低晶界結(jié)合能，惡化鋼的沖擊韌性，因此在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，可以控制p含量為p≤0.030％。

44、o：o容易與鋼中的al元素形成氧化物以及復(fù)合氧化物，破壞鋼材連續(xù)性，降低組織均勻性和低溫沖擊功及疲勞性能，基于此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，可以控制o元素含量為o≤0.0020％。

45、h：h會(huì)在鋼中缺陷處聚集，尤其是在抗拉強(qiáng)度級(jí)別超過1000mpa的鋼中，會(huì)發(fā)生氫致延遲斷裂。因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，可以控制h元素含量為h≤0.0002％。

46、ca：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，ca元素容易形成夾雜物，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的疲勞性能，因此可以控制ca元素含量為ca≤0.0034％。

47、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，其還含有下述各化學(xué)元素的至少其中之一：

48、0＜s≤0.04％，0＜ni≤0.25％，0＜mo≤0.10％，0＜cu≤0.20％，0＜v≤0.03％。

49、可選地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，可以進(jìn)一步添加s、ni、mo、cu、v元素的至少其中一種，以進(jìn)一步地提高本發(fā)明所述高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼的性能。其中：

50、s：s一般作為鋼中的雜質(zhì)元素存在，會(huì)降低鋼的塑性和韌性。然而，在本發(fā)明所述的高淬透性齒軸用鋼中，一定含量的s元素可與mn形成非金屬夾雜物，以改善鋼材的切削性能?；诖耍诒景l(fā)明所述的高淬透性齒軸用鋼中，將s的質(zhì)量百分比控制在0＜s≤0.04％。

51、ni：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，ni在鋼中以固溶形式存在，其可以有效提高鋼的低溫沖擊性能。但需要注意的是，過高的ni含量會(huì)導(dǎo)致鋼材中的殘留奧氏體含量過高，而降低鋼的強(qiáng)度。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，可以優(yōu)選地將ni的質(zhì)量百分比控制為0＜ni≤0.25％。

52、mo：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，mo可在鋼中固溶，其有利于提高鋼的淬透性，提高鋼材強(qiáng)度。在較高的溫度回火下，mo還會(huì)形成細(xì)小的碳化物進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度，鉬與錳的聯(lián)合作用又可以顯著提高奧氏體的穩(wěn)定性?；诖?，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，可以優(yōu)選地將mo的質(zhì)量百分比控制為0＜mo≤0.10％。

53、cu：在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，cu可以提高鋼材的強(qiáng)度，并有利于提高鋼材的耐候性及耐腐蝕能力。然而，鋼中cu元素含量不宜過高，如果鋼中cu含量過高，則在加熱過程中會(huì)富集在晶界，導(dǎo)致晶界弱化以致開裂。因此，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼中，可以優(yōu)選地將cu的質(zhì)量百分比控制為0＜cu≤0.20％。

54、v：在本發(fā)明所述的高淬透性齒軸用鋼中，v可以有效提高鋼的淬透性。在鋼中v元素可以與c元素或n元素形成析出物，從而進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度。然而，如果c元素和v元素含量過高，則會(huì)形成粗大的vc顆粒?；诖?，在本發(fā)明所述的高淬透性齒軸用鋼中，可以將v元素的質(zhì)量百分比控制在0＜v≤0.03％。

55、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼，其在高溫滲碳熱處理后的奧氏體晶粒度保持在5～8級(jí)。

56、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼，其j9mm淬透性為34～42hrc。

57、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼，其在高溫滲碳熱處理后的抗拉強(qiáng)度rm≥1100mpa、屈服強(qiáng)度rp0.2≥980mpa、斷后伸長率a≥12％，斷面收縮率≥50％，夏比沖擊功aku≥55j。

58、相應(yīng)地，本發(fā)明的另一目的在于提供一種高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼的制造方法，該制造方法生產(chǎn)簡單，所獲得的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼具有淬透性高、強(qiáng)韌性高的特點(diǎn)。

59、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了如上文所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼的制造方法，其包括步驟：

60、(1)冶煉；

61、(2)鑄造；

62、(3)加熱：鋼坯首先在預(yù)熱段加熱至不高于700℃，然后在第一加熱段繼續(xù)加熱至不高于980℃，保溫后繼續(xù)在第二加熱段加熱至950～1200℃，保溫后進(jìn)入均熱段，均熱段溫度為1050～1250℃；

63、(4)鍛造或軋制。

64、在本發(fā)明所述的制造方法中，同現(xiàn)有技術(shù)相比，其加熱步驟采用了獨(dú)特的工藝，其中均熱段溫度較高，這是因?yàn)檩^高的均熱段溫度能夠在鋼坯加熱的擴(kuò)散過程中提高連鑄坯的成分均勻性和組織均勻度。同時(shí)在此溫度下，析出相有著較快的固溶速度。因此，加熱溫度高將使鋼中原始未溶的析出相粒子有更多的溶解，使基體中微合金元素濃度增加，在以后冷卻時(shí)析出更多更彌散的粒子。此外只有將加熱溫度向上提高以后，才能使終軋或終鍛溫度提高，從而使軋后奧氏體回復(fù)再結(jié)晶更充分，析出相分布更均勻。

65、本發(fā)明所述的制造方法中，步驟(1)中的冶煉可以采用電爐冶煉或轉(zhuǎn)爐冶煉，并經(jīng)過精煉及真空處理。當(dāng)然在一些其他的實(shí)施方式中，也可以采用真空感應(yīng)爐進(jìn)行冶煉。

66、此外，在步驟(1)中，電爐冶煉的爐料可以選用低p、s廢鋼、切頭及優(yōu)質(zhì)生鐵；合金可以準(zhǔn)備鉻鐵、低磷錳鐵、鉬鐵等；還原劑可以包括：電石、碳粉和鋁粉；在氧化期：勤流渣去p；可以控制出渣條件為：出渣溫度為1630～1660℃；p≤0.015％；可以控制出鋼條件為：出鋼溫度為1630～1650℃；[p]≤0.010％，[c]≥0.03％。

67、電爐冶煉或轉(zhuǎn)爐冶煉完成后，可以在鋼包精煉爐上進(jìn)行鋼液精煉，以去除鋼中的有害氣體和夾雜物?？刂其摪胱?、測溫并分析，可以根據(jù)情況調(diào)整氬氣壓力。lf初脫氧可以喂al，然后可以補(bǔ)加合金塊攪拌5～10分鐘。當(dāng)鋼液測溫t＝1650～1670℃時(shí)，可以進(jìn)行真空脫氣，以保證[o]≤0.0020％、[h]≤0.00015％。在一個(gè)具體的實(shí)例中，真空脫氣的真空度可以控制為≤66.7pa，且保持不低于15分鐘，

68、另外，在步驟(1)中，可以控制吊包溫度為1550～1570℃，由此由于降低了吊包溫度，加快了元素?cái)U(kuò)散，有利于進(jìn)一步減輕枝晶偏析。

69、此外，在步驟(2)中，鑄造可以采用模鑄或連鑄。連鑄澆注過程中鋼包內(nèi)高溫鋼液通過保護(hù)套管，澆進(jìn)中間包，可以控制中間包過熱度為20～40℃。中間包使用前完全清理、內(nèi)表面為耐火涂層且不得有裂縫；中間包內(nèi)的鋼液經(jīng)連鑄結(jié)晶器，電磁攪拌充分，可以澆注出140mm×140mm～320mm×425mm斷面尺寸的合格連鑄坯。

70、在步驟(2)中，可以依據(jù)不同的方坯尺寸控制澆注速度為0.6～2.1m/min。然后，使連鑄坯進(jìn)緩冷坑緩冷，緩冷時(shí)間可以不少于24小時(shí)。

71、進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的制造方法的步驟(4)中，控制開鍛或開軋溫度為1050～1250℃，控制終鍛或終軋溫度≥900℃。

72、在這種實(shí)施方式下，控制開鍛或開軋溫度在1050～1250℃之間，并控制終鍛或終軋溫度≥900℃，是因?yàn)椋涸摴に囘M(jìn)一步有利于n從γ固溶體中脫溶并與鋼中的微合金元素結(jié)合成氮化物。

73、需要說明的是，n在α-fe中的溶解度小于在γ-fe中的溶解度，且由于受相變的激發(fā)而造成析出量的二個(gè)峰值，如果終鍛或終軋溫度低，析出相的峰值析出，會(huì)造成析出相分布不均勻以及回復(fù)再結(jié)晶不充分而產(chǎn)生組織上的各向異性，所以控制終鍛或終軋溫度≥900℃。另外提高終鍛或終軋溫度，會(huì)得到較細(xì)的晶粒，晶粒細(xì)小增大了過冷奧氏體轉(zhuǎn)變后的鐵素體平均晶粒直徑和富錳帶帶間距之間的差別，減輕了富錳帶形成珠光體的趨勢(shì)，從而減輕了帶狀組織。

74、在上述技術(shù)方案中，在本發(fā)明所述制造方法的步驟(4)中，在鋼坯出爐后，可以采用高壓水除鱗去氧化皮。

75、此外，在本發(fā)明所述制造方法的步驟(3)中，當(dāng)進(jìn)行鍛造時(shí)，可以直接鍛造至最終成品尺寸。當(dāng)進(jìn)行軋制時(shí)，既可以采用鋼坯直接軋制到最終成品尺寸，也可以采用鋼坯先軋制到指定的中間坯尺寸，再進(jìn)行加熱和軋制到最終成品尺寸。

76、本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼及其制造方法相較于現(xiàn)有技術(shù)具有如下所述的優(yōu)點(diǎn)以及有益效果：

77、(1)本發(fā)明通過合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)并結(jié)合優(yōu)化工藝，可以開發(fā)出具有高淬透性的齒軸用鋼，采用該高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼軋制或鍛造好的棒材能夠有效加工成齒輪，經(jīng)過后續(xù)下游的高溫滲碳熱處理，可以具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性。

78、(2)本發(fā)明所述的高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼通過控制微合金元素系數(shù)與氮元素的含量，并且嚴(yán)格控制原子摩爾比，同時(shí)加入適量nb元素，以阻礙奧氏體晶粒的異常長大，提高了齒輪鋼的奧氏體晶粒粗化溫度，使該齒輪鋼在高達(dá)1000℃高溫滲碳4小時(shí)后晶粒度仍穩(wěn)定保持在5～8級(jí)，各項(xiàng)性能達(dá)到齒軸用鋼的使用性能指標(biāo)。

79、(3)本發(fā)明所述高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼的成分和工藝設(shè)計(jì)合理，通過控制鋼中微合金元素的含量，從而避免鋼材中出現(xiàn)大顆粒有害夾雜，以保證鋼材穩(wěn)定的生產(chǎn)質(zhì)量，降低了鋼材的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)在棒材產(chǎn)線上的批量生產(chǎn)。

80、(4)本發(fā)明所述高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼的淬透性及奧氏體晶粒度和成本競爭力等方面均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，可在保證高淬透性及窄帶寬等性能的前提下，控制鋼材中合金元素的種類和數(shù)量，提高鋼材的適用性。

81、(5)本發(fā)明所述高強(qiáng)韌高淬透性齒軸用鋼在后續(xù)用于生產(chǎn)制造齒軸時(shí)，可以縮短滲碳時(shí)間，降低齒軸生產(chǎn)成本，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。