新型履帶鏈軌節用鋼35CrMnBH的研制

劉占東，王秀蘭

（建龍北滿特殊鋼有限責任公司，齊齊哈爾 161041）

履帶鏈軌節用鋼是工程機械大量使用的鋼材，因其服役環境惡劣，要求必須具有較高的純凈度及均勻性，具有良好的組織結構、機械性能及表面質量。其材料是根據零件的使用條件，熱處理、鍛造工藝性能及原材料價格等綜合因素來設計的。

文章通過試驗并借鑒適用于190及以上節距履帶鏈軌節的35MnBM設計出新材料35CrMnBH，適用216節距的履帶鏈軌節用，經試驗完全滿足使用要求。

1 材料設計

1.1 成分設計

鏈軌節在使用時要求一定的靜強度和動強度，同時要考慮它的耐磨性。根據履帶式推土機的工況并結合35MnBM鏈軌節用鋼的經驗，對35CrMnBH的成分設計應滿足其靜、動強度要求基礎上，增加耐磨性。材料的主要成分設計如表1所示。

表1 35CrMnBH材料的主要成分設計

碳元素是衡量材料性能的重要指標，當鏈軌節鋼的碳含量超過0.40%時，鋼的韌性較差容易出現淬火裂紋，當碳含量低于0.30%時，由于淬火硬度低耐磨性較差，當碳含量在0.33%～0.38%時具在理想的力學性能，因此碳含量設定在0.33%～0.38%。

錳是強烈增加淬透性且價格便宜的一種合金元素，國家標準中同類鋼的錳含量在1.40%～1.80%，考慮到鏈軌節形狀特殊，錳含量高容易引起熱處理裂紋，所以適當降低了錳含量，最后設定在0.85%～1.10%。

鉻能使鋼的性能在很多方面得到改善和提高，所以應用十分廣泛，鉻可以增加調質鋼的淬透性，還可增加鋼的耐磨性，因此設定在鋼中加入0.90%～1.10%的鉻。

1.2 試制工藝

采用電爐冶煉+LF、VD精煉→連鑄→軋制工藝。電爐冶煉采用熔氧結合，及早造泡沫渣埋弧操作，出鋼吹氬，防止鋼水氧化。精煉使用Al線預脫氧，輔以C粉、Al粉擴散脫氧。連鑄采用四機四流弧形連鑄機進行澆鑄及電磁攪拌技術。軋制采用側進側出步進梁式加熱爐及平立交替的23架連軋機軋制成成品尺寸。

2 檢驗分析

2.1 淬透性

35CrMnBH鋼的重點在淬透性上，與35MnBM比較取消了V同時增加Cr，使其具有更高的淬透性。

根據淬透性的理論計算公式及以往的生產經驗，確定出化學成分的內控，并在VD后按AL、Ti、B順序精調成分，先用Al降低鋼中氧、碳，再用Ti固定鋼中的氮，使硼能充分溶解在鋼中增加酸溶硼的含量，發揮硼提高淬透性的作用。

圖1 35CrMnBH鋼不同位置淬透值

如圖1為10組35CrMnBH鋼不同位置淬透值。淬透性完全滿足用戶的使用要求。

2.2 晶粒度

選取10組不同位置試樣檢驗晶粒度，晶粒度級別如圖2所示。

圖2 35CrMnBH鋼晶粒度

由于在鋼中添加的Al、Ti元素與碳、氧、氮形成的化合物彌散分布在晶界上，達到細化晶粒的目的，使該鋼的晶粒度穩定的控制在7～8級。

2.3 低倍組織

檢驗低倍組織中心疏松、一般疏松、中心偏析平均在0～1級之間，無一般點狀偏析和邊緣點狀偏析，無法紋。

3 完善成分設計

用戶在加工調質處理過程中零件出現淬火裂紋。經計算在不影響鏈軌節的使用性能及壽命的條件下，降低Mn、Cr元素含量調整淬透性指標來避免淬火裂紋。最終確定的化學成分Mn控制在0.55～0.85，Cr控制在0.85～1.05，其它成分不變。按照完善后的成分為用戶提供的產品用戶在后續的調質處理過程中解決了零件的淬火裂紋問題，并且產品完全滿足了用戶的使用要求。

4 結語

采用電弧爐冶煉 LF+VD 精煉，C、Si、Mn、Cr、B、P、S、Al等成分均控制在標準要求范圍內，同時采用合理的冶煉、連鑄、連軋工藝，保證了產品符合技術條件的要求。新研制的35CrMnBH鋼從成分設計、生產試制、檢驗及應用研究的結果表明，生產工藝路線合理、技術措施得當，滿足了用戶要求，是具有高機械性能窄淬透性帶，高純凈度、細晶粒度的新型鏈軌節用鋼，其各項技術性能均已達到預定要求，已批量供貨。