CN111593259B - 一种气门钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气门钢及其制备方法,气门钢包括C:0.28‑0.90%,Si:0.14‑0.43%,Mn:0.25‑0.62%,P:0.01‑0.03%,S:0.01‑0.03%,Cr:10.50‑14.57%,V:0.67‑1.15%,Mo:0.35‑0.75%,Ta:0.02‑0.05%,本发明制备的气门钢气门钢抗拉强度985‑1300Mpa,断后伸长率在9‑15%,断面收缩率为9‑19%,各项数据均优于市场的86Cr18W2VRe钢,对于钢材产业具有重大意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温钢材,特别是一种气门钢及其制备技术领域。
背景技术
发动机进排气门控制着燃气室进气和排气,在很高的温度下工作,燃油燃烧产生的含有CO3 2-、SO4 2-和Cl-等腐蚀性较强的离子,从而形成一种腐蚀性很强的环境。因此,气门材料必须具有很高的高温强度和硬度以避免蠕变现象的发生,同时还必须具有较高的抗拉强度和断后伸长率,近年来,由发动机向高转速、大功率和低燃油耗等方向发展,随着汽车使用寿命要求不断提高,废气排放标准的不断提升对气门材料要求越来越高,因此发动机气门的高温疲劳强度、抗磨损、以及气门材料显微结构组织等要求都有显著提高。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种气门钢及其制备方法。
具体技术方案是:
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分:C:0.28-0.90%,Si:0.14-0.43%,Mn:0.25-0.62%,P:0.01-0.03%,S:0.01-0.03%,Cr:10.50-14.57%,V:0.67-1.15%,Mo:0.35-0.75%,Ta:0.02-0.05%。
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分:C:0.31-0.80%,Si:0.23-0.36%,Mn:0.30-0.57%,P:0.01-0.02%,S:0.01-0.02%,Cr:11.00-13.25%,V:0.92-0.99%,Mo:0.44-0.68%,Ta:0.03-0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
优选的,C为0.54%,Si为0.29%,Mn:0.44%,P:0.02%,S:0.02%,Cr为12.54%,V:0.95%,Mo:0.52%,Ta:0.03%。
进一步的,本发明提供一种气门钢的制备方法,具体步骤如下:
(1)冶炼:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;
(2)锻造:锻造时加热的温度为1000-1050℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;
(3)正火处理:正火处理时的正火温度为1300-1450℃,时间1-3h,获得正火钢锭;
(4)回火处理:将正火钢锭进行回火处理,先在640-830℃保温1-3h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
优选的,锻造时加热的温度为1050℃。
优选的,正火处理时的正火温度为1350℃,时间2.5h。
优选的,回火处理时,先在640℃保温2h。
本发明获得的有益效果:
(1)本发明实施例一至实施例五制备的气门钢抗拉强度985-1300Mpa,断后伸长率在9-15%,断面收缩率为9-19%,各项数据均优于市场的86Cr18W2VRe钢。
(2)本发明实施例三的提供的气门钢抗拉强度最高达到1300Mpa,断后伸长率在15%,断面收缩率为9%。
(3)本发明在现有气门钢的基础上进行改进,在配方中加入了Cr:14.57%,V:1.15%,Mo:0.75%,Ta:0.05%,各组分相互融合,能够明显提高了气门钢的各项性能。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例一:
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分:C:0.28%,Si:0.14%,Mn:0.25%,P:0.01%,S:0.01%,Cr:10.50%,V:0.67%,Mo:0.35%,Ta:0.02%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例中,气门钢制备方法,具体步骤如下:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;锻造时加热的温度为1000℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;正火处理时的正火温度为1300℃,时间1h,获得正火钢锭;将正火钢锭进行回火处理,先在640℃保温1h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
实施例二:
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分:C:0.31%,Si:0.23%,Mn:0.30%,P:0.01%,S:0.01%,Cr:11.00%,V:0.92%,Mo:0.44%,Ta:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例中,气门钢制备方法,具体步骤如下:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;锻造时加热的温度为950℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;正火处理时的正火温度为1380℃,时间2.3h,获得正火钢锭;将正火钢锭进行回火处理,先在750℃保温2h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
实施例三:
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分:C为0.54%,Si为0.29%,Mn:0.44%,P:0.02%,S:0.02%,Cr为12.54%,V:0.95%,Mo:0.52%,Ta:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例中,气门钢制备方法,具体步骤如下:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;锻造时加热的温度为1050℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;正火处理时的正火温度为1350℃,时间2.5h,获得正火钢锭;将正火钢锭进行回火处理,先在640℃保温2h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
实施例四:
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分C:0.80%,Si:0.36%,Mn:0.57%,P:0.02%,S:0.02%,Cr:13.25%,V:0.99%,Mo:0.68%,Ta:0.04%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例中,气门钢制备方法,具体步骤如下:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;锻造时加热的温度为1040℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;正火处理时的正火温度为1400℃,时间2.5h,获得正火钢锭;将正火钢锭进行回火处理,先在810℃保温2.5h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
实施例五:
一种气门钢,以质量百分比计,具有如下组分:C:0.90%,Si:0.43%,Mn:0.62%,P:0.03%,S:0.03%,Cr:14.57%,V:1.15%,Mo:0.75%,Ta:0.05%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
本实施例中,气门钢制备方法,具体步骤如下:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;锻造时加热的温度为1050℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;正火处理时的正火温度为1450℃,时间3h,获得正火钢锭;将正火钢锭进行回火处理,先在830℃保温3h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
实施例六:
将本发明实施例制备的气门钢与市场的86Cr18W2VRe钢进行性能测试,测试结果情况见表1。
表1:各实施例气门钢性能测试结果
序号 | 抗拉强度Rm(MPa) | 断后伸长率A(%) | 断面收缩率Z(%) |
实施例一 | 985 | 9 | 19 |
实施例二 | 990 | 12 | 12 |
实施例三 | 1300 | 15 | 9 |
实施例四 | 1050 | 12 | 11 |
实施例五 | 1100 | 11 | 12 |
86Cr18W2VRe钢 | 1000 | 7 | 12 |
由表1可知,本发明实施例一至实施例五制备的气门钢抗拉强度985-1300Mpa,断后伸长率在9-15%,断面收缩率为9-19%,各项数据均优于市场的86Cr18W2VRe钢,可见本发明对于钢材产业具有重大意义。
本发明实施例三的提供的气门钢抗拉强度最高达到1300Mpa,断后伸长率在15%,断面收缩率为9%。
Claims (4)
1.一种气门钢,其特征在于:以质量百分比计,具有如下组分,C:0.54%,Si:0.29%,Mn:0.44%,P:0.02%,S:0.02%,Cr:12.54%,V:0.95%,Mo:0.52%,Ta:0.03%,余量为Fe和不可避免的杂质元素;所述的气门钢的制备方法具体步骤如下:
(1)冶炼:按气门钢所含组分的质量百分比进行配料,冶炼时采用真空感应冶炼的方式冶炼钢水,然后浇铸制成钢锭;
(2)锻造:锻造时加热的温度为1000-1050℃,然后随炉冷却至室温,获得锻后钢锭;
(3)正火处理:正火处理时的正火温度为1300-1450℃,时间1-3h,获得正火钢锭;
(4)回火处理:将正火钢锭进行回火处理,先在640-830℃保温1-3h,然后出炉空冷至100℃以下,制成气门钢。
2.根据权利要求1所述的一种气门钢,其特征在于:所述锻造时加热的温度为1050℃。
3.根据权利要求1所述的一种气门钢,其特征在于:所述正火处理时的正火温度为1350℃,时间2.5h。
4.根据权利要求1所述的一种气门钢,其特征在于:所述回火处理时,先在640℃保温2h。
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Denomination of invention: A valve steel and its preparation method Effective date of registration: 20230912 Granted publication date: 20211123 Pledgee: Bank of China Limited Zhangshu sub branch Pledgor: Zhangshu Xinglonggao New Materials Co.,Ltd. Registration number: Y2023980056538 |