一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：c：0.15～0.18％，mn：1.25～1.50％，p：≤0.012％，s：≤0.008％，si：≤0.15～0.35％，cr：0.1～0.3％，mo：≤0.10％，ni：0.20～0.40％，cu：≤0.20％，v：0.05～0.10％，nb：≤0.050％，ti：≤0.030％，alt：0.02～0.04％，als：≥0.015％，sn：≤0.008％，as：≤0.008％，sb：≤0.003％，bi：≤0.010％，pb：≤0.010％，余量为fe和杂质；所述低合金钢环锻件中气体成分满足：h：≤1.5ppm，o：≤20ppm，n：≤150ppm；所述低合金钢环锻件的碳当量cev≤0.48％；所述钢水的成分满足nb v ti≤0.18％；mo cr≤0.30％。2.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：c：0.15％，mn：1.35％，p：0.009％，s：0.004％，si：0.25％，cr：0.16％，mo：0.02％，ni：0.31％，cu：0.08％，v：0.058％，nb：0.004％，ti：0.002％，alt：0.024％，als：0.020％，sn：0.005％，as：0.005％，sb：0.001％，bi：0.0010％，pb：0.001％，余量为fe和杂质；所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：h：1.1ppm，o：15ppm，n：56ppm。3.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：c：0.16％，mn：1.36％，p：0.010％，s：0.004％，si：0.27％，cr：0.16％，mo：0.02％，ni：0.25％，cu：0.06％，v：0.059％，nb：0.005％，ti：0.002％，alt：0.029％，als：0.029％，sn：0.004％，as：0.006％，sb：0.001％，bi：0.0010％，pb：0.001％，余量为fe和杂质；所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：h：1.2ppm，o：14ppm，n：58ppm。4.根据权利要求1所述的高强高韧性低合金钢环锻件，其特征在于，所述高强高韧性低合金钢环锻件是以钢水冶炼得到的钢锭为原料，以重量百分比计，所述钢水包括如下成分：c：0.17％，mn：1.39％，p：0.008％，s：0.003％，si：0.27％，cr：0.16％，mo：0.01％，ni：0.25％，cu：0.09％，v：0.062％，nb：0.004％，ti：0.001％，alt：0.026％，als：0.020％，sn：0.006％，as：0.005％，sb：0.001％，bi：0.0010％，pb：0.001％，余量为fe和杂质；所述高强高韧性低合金钢环锻件中气体成分满足：h：1.1ppm，o：14ppm，n：55ppm。5.一种权利要求1所述高强高韧性低合金钢环锻件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：(1)将钢锭冷锯水口，水口去除率≥5％；(2)置于燃气炉进行分段式加热处理后，去掉冒口；(3)采用三镦两拔方式开坯，冲孔，得到冲孔的钢锭；(4)将步骤(3)冲孔的钢锭通过马架扩孔，碾环得到环锻件粗品；(5)将步骤(4)得到的环锻件粗品进行热处理，冷却得到高强高韧性低合金钢环锻件。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，所述分段式加热处理为两段或三段式加热处理；两段式加热处理的过程为：先以≤100℃/h升温至800-900℃，保温3-5h后，再以≤150℃/h升温至1240-1280℃，保温4-5h；所述三段式加热处理的过程为：先以≤150℃/h升温至600-650℃，保温2-4h后，再以≤100℃/h的速度升温至800-900℃，保温4-6h，最后以≤150℃/h升温至1240-1280℃，保温5-8h。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(3)中，所述三镦两拔的具体过程为：先将钢锭竖立镦粗，镦粗比为1.8-2.2，然后将钢锭旋转90
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放平进行拔长，拔长比为1.5-1.8；再将钢锭旋转90
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竖立并进行镦粗，镦粗比为2-2.3，之后将钢锭旋转90
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放平再次拔长，拔长比为1.6-2.0，最后将钢锭旋转90
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竖立并进行镦粗，镦粗至钢锭的高度为辗环前钢锭的高度 20mm。8.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(4)中，所述马架扩孔是将钢锭的内孔直径扩至800-1500mm。9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤(5)中，所述热处理包括正火、冷却、回火。10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述正火为：先以≤120℃/h升温至890-930℃保温，保温时间为环锻件粗品的有效公称厚度mm*(1.8-2.0)min/mm；所述冷却为先水冷后空气冷却，空气冷却时的返温温度≤150℃；所述回火是以≤120℃/h升温至560-600℃保温，保温时间为环锻件粗品的有效公称厚度mm*(2.25-2.5)min/mm。

技术总结
本发明公开了一种高强高韧性低合金钢环锻件及其制造方法。本发明通过原料中成分配比设计，采用细晶元素使产品晶粒细化，沉淀强化，通过锻造制坯和辗环，使产品位错强化，最后经性能热处理，制备的低合金钢环锻件可以满足高强高韧性等性能要求，使产品一次校验率达到100％，避免了返工返修带来的能源浪费，缩短了生产周期和制造成本。生产周期和制造成本。生产周期和制造成本。


技术研发人员：郭亮 李少雨 张岚
受保护的技术使用者：中航卓越锻造（无锡）有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/15