李維海，李祥才，王輝宇

（1.青島特鋼有限公司，山東266409；2.青島特鋼棒材所，山東266409）

0 引言

SCr440B鋼是日標(biāo)材，相當(dāng)于國(guó)標(biāo)材40CrB，常用于出口。SCr440B材料的優(yōu)點(diǎn)是淬透性好，不易變形和開(kāi)裂，便于通過(guò)熱處理改善鋼的性能。該鋼種主要被用于工程機(jī)械中表面要求有較深的高硬度層、耐磨性能好、心部要有一定韌性的履帶鏈軌節(jié)聯(lián)接銷(xiāo)和聯(lián)接套。履帶聯(lián)接銷(xiāo)和聯(lián)接套是連接鏈軌節(jié)的重要環(huán)節(jié)，工程機(jī)械設(shè)備在作業(yè)時(shí)，聯(lián)接銷(xiāo)和銷(xiāo)套處于摩擦狀態(tài)，且接觸應(yīng)力是循環(huán)變化的，工作條件較為惡劣，這就要求聯(lián)接銷(xiāo)和聯(lián)接套必須具有較高的產(chǎn)品質(zhì)量[1-4]。近期青島特鋼有限公司根據(jù)客戶的要求首次生產(chǎn)了Φ75 mm規(guī)格的工程機(jī)械用SCr440B圓鋼，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，公司組織技術(shù)人員對(duì)SCr440B圓鋼的生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了全面跟蹤和檢驗(yàn)。

1 生產(chǎn)工藝

SCr440B圓鋼主要生產(chǎn)工藝流程：LD轉(zhuǎn)爐（100 t）→LF精煉爐（100 t）→RH真空脫氣（100 t）→方坯連鑄機(jī)（5機(jī)5流）；鑄坯端面尺寸：240 mm×300 mm。

SCr440B圓鋼主要軋制工藝流程：鋼坯→步進(jìn)式加熱爐→除鱗機(jī)→粗軋機(jī)組5架→1中軋機(jī)組6架→2中軋機(jī)組6架→精軋機(jī)組4架→測(cè)徑儀→減定徑機(jī)組5架→輪廓儀→冷床→剪切定尺→矯直、倒棱→收集打包→入緩冷房。

SCr440B圓鋼主要軋制工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 SCr440B圓鋼軋制工藝參數(shù) /℃

2 實(shí)物質(zhì)量檢測(cè)

2.1 化學(xué)成分

Φ75 mm規(guī)格SCr440B圓鋼共生產(chǎn)了2批，生產(chǎn)批次、熔煉成分見(jiàn)表2，成品O、N、H含量及Ti/N見(jiàn)表3。

表2 SCr440B鋼主要化學(xué)成分 %

表3 SCr440B鋼成品O、N、H含量及Al/N、Ti/N %

由表2、表3可以看出，SCr440B圓鋼的化學(xué)成分，O、N、H含量和Al/N、Ti/N比完全滿足客戶和內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求，并且O、N、H含量較低，說(shuō)明鋼質(zhì)較為純凈。

SCr440B是含硼鋼，在有關(guān)含B鋼的報(bào)道中指出，鋼中加入少量Ti和Al可以有效固定鋼中的N，生成細(xì)小彌散的AlN和TiN顆粒，盡最大程度防止鋼中的N和B生成化合物BN，確保B有效固溶于奧氏體中，從而提高鋼的淬透性，一般要求Al/N比≥3，Ti/N比≥4，為了滿足這一要求，刻意將鋼中Al含量控制在0.010～0.020%，將鋼中Ti含量控制在0.020～0.030%。研究表明[5-6]，當(dāng)鋼中的Ti含量控制在0.010～0.030%時(shí)，鋼中的Ti會(huì)和鋼中的N生成細(xì)小彌撒而不是大顆粒的TiN，大顆粒的TiN將會(huì)對(duì)鋼的沖擊韌性造成不利影響，而細(xì)小彌散的TiN卻會(huì)起到細(xì)化晶粒的作用，提高鋼的韌性和強(qiáng)度；另外當(dāng)鋼中的Al含量控制在0.010～0.020%時(shí)，不但會(huì)凈化鋼液，而且Al和鋼中的N會(huì)生成細(xì)小顆粒AlN釘扎晶界細(xì)化晶粒，從而進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度和韌性。

2.2 顯微組織和奧氏體晶粒度

經(jīng)檢驗(yàn)，公司生產(chǎn)的2批SCr440B圓鋼顯微組織均為P+F，組織正常，并且?jiàn)W氏體晶粒度均為8.0級(jí)，滿足客戶不粗于6.0級(jí)要求。鋼中加入的少量Al和Ti對(duì)SCr440B鋼的晶粒細(xì)化起到了不可或缺的作用。

2.3 夾雜物

SCr440B圓鋼夾雜物的檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出，各類(lèi)夾雜物級(jí)別均滿足客戶要求，并且有很大富余量，其中夾雜物檢測(cè)最大級(jí)別圖片見(jiàn)圖1。從夾雜物角度來(lái)看，說(shuō)明SCr440B圓鋼鋼質(zhì)也較為純凈。

表4 SCr440B圓鋼夾雜物檢驗(yàn)結(jié)果 /級(jí)

2.4 脫碳層

2批Φ75 mm規(guī)格SCr440B圓鋼脫碳層檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。從表5中可以看出，脫碳層深度亦滿足客戶要求，并且也有很大富余。

2.5 低倍檢驗(yàn)

2批Φ75 mm規(guī)格SCr440B圓鋼低倍檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。從表6中可以看出，低倍結(jié)果亦滿足客戶要求，并且有很大富余。

圖1 SCr440B檢測(cè)夾雜物最大級(jí)別圖片

表5 SCr440B圓鋼脫碳層檢驗(yàn)結(jié)果

表6 SCr440B圓鋼低倍結(jié)果 /級(jí)

2.6 末端淬透性

將Φ75 mm規(guī)格SCr440B圓鋼根據(jù)GB/T 225標(biāo)準(zhǔn)按照客戶協(xié)議要求進(jìn)行末端淬透性檢驗(yàn)，淬透性檢驗(yàn)結(jié)果如表7所示。從表7中可以看出，J1.5、J35淬透性值亦滿足客戶要求。

表7 末端淬透性檢驗(yàn)結(jié)果

SCr440B是含硼鋼，主要是利用B來(lái)提高鋼的淬透性，成分檢驗(yàn)表明2批SCr440B圓鋼B含量分別為為15ppm、18ppm，滿足客戶要求。但值得指出是提高淬透性的B是固溶的B，不是化合物B。如前所述，鋼中的Ti和Al可以有效固定鋼中的N，保證B有效固溶于奧氏體中，從而有效提高SCr440B鋼的淬透性。目前生產(chǎn)的2爐鋼SCr440B鋼Al/N比分別為3.9、3.3，Ti/N比分別為6.3、5.3，滿足Al/N比≥3和Ti/N比≥4的要求，也就是說(shuō)SCr440B鋼中Al、Ti及Al/N比、Ti/N比以及由此產(chǎn)生的鋼中有效固溶B對(duì)其淬透性起著不可或缺的作用。

2.7 發(fā)紋檢測(cè)

發(fā)紋是鋼的一種宏觀缺陷，它是鋼中針孔、氣孔、非金屬夾雜物以及夾砂異物等在鋼的加工變形過(guò)程中沿鍛軋方向被延伸所產(chǎn)生的條狀裂紋。發(fā)紋嚴(yán)重危害著鋼的力學(xué)性能，特別是疲勞強(qiáng)度等。表8為SCr440B發(fā)紋檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，表9為SCr440B發(fā)紋檢測(cè)結(jié)果。從表9中可以看出，SCr440B圓鋼三個(gè)階梯不存在發(fā)紋，說(shuō)明鋼質(zhì)很純凈。

表8 SCr440B發(fā)紋檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

表9 SCr440B發(fā)紋檢測(cè)結(jié)果

2.8 熱頂鍛試驗(yàn)

為了檢驗(yàn)SCr440B圓鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量，對(duì)2批SCr440B圓鋼各取試樣2塊分別進(jìn)行了熱頂鍛檢驗(yàn)，檢驗(yàn)全部合格，表明此次生產(chǎn)的Φ75 mm規(guī)格SCr440B圓鋼表面質(zhì)量較好。

3 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)實(shí)踐證明，青島特鋼采用LD轉(zhuǎn)爐→LF精煉爐→RH真空脫氣→方坯連鑄→棒材熱軋線開(kāi)發(fā)的工程機(jī)械用SCr440B圓鋼，其生產(chǎn)工藝流程合理，制定的化學(xué)成分要求和軋制工藝控制是能夠滿足SCr440B圓鋼性能要求。通過(guò)產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量檢測(cè)表明，此次組織生產(chǎn)的2批Φ75 mm規(guī)格SCr440B圓鋼，鋼質(zhì)純凈、晶粒細(xì)小、組織正常且表面質(zhì)量較好，相關(guān)檢驗(yàn)指標(biāo)均滿足客戶要求，產(chǎn)品質(zhì)量完全合格，用戶使用后反饋良好。目前青島特鋼已經(jīng)具備了批量組織生產(chǎn)工程機(jī)械用SCr440B圓鋼的能力。