一种汽车变速箱用齿轮钢及其硫化物的控制方法
技术领域
本发明属于冶金
技术领域
，具体涉及一种汽车变速箱用齿轮钢及其硫化物的控制方法。背景技术
汽车变速箱是汽车发动机的核心组成部分，汽车变速箱齿轮由于在高转速高负荷、且转速和负荷不断交变的条件下服役，因此要求变速箱齿轮表面具有高强度、高硬度、良好的耐磨性，要求齿轮心部具有良好的强韧性，同时要求变速箱齿轮啮合精度高、工作噪音低，而高精密性和低噪音化与齿轮钢的切削加工性能息息相关，因此各齿轮钢生产企业均在提高产品切削性能上投入了大量精力。
随着汽车行业高精密性及高装配性趋势的日益提高，相应对汽车用齿轮钢切削加工性能提出了更为苛刻的要求。在世界范围节能环保大背景下，热轧齿轮圆钢不经热锻采用直接冷锻后机加工工艺越来越引起重视，因此对齿轮钢的切削加工性能提出了更高要求。
提高齿轮钢的切削加工性能往往通过向钢中添加铅、碲、硫等元素，由于环保要求等原因我国一般采用硫作为易切削元素。硫在钢中主要以MnS形式存在，单纯 MnS夹杂呈浅黑色长条状，可以通过割断基体的连续性来增加钢材的切削加工性能；硫化物夹杂呈现尺寸细小、数量众多、弥散分布状态能够有效保证轧制后硫化物呈低长宽比形态，是提高钢材切削性能的关键。此外，钢水通过钙处理可以形成各类钙铝酸盐，在凝固过程中某些特定类型的钙铝酸盐能够作为MnS的有效形核核心，利用钙铝酸盐的低变形能力，轧制后可以实现低长宽比的复合近纺锤体形MnS复合夹杂，此类复合硫化物夹杂可有效改善钢的机加工性能。
汽车变速箱用齿轮钢中硫化物的控制难点主要分为两部分，一是如何稳定钢水中硫元素收得率，在保证合适锰硫比条件下实现铸坯中硫元素偏析的有效控制，二是铸坯中单一硫化物或者钙铝酸盐为核心的复合硫化物低长宽比、细小弥散形态控制。
目前，国内外针对硫化物的形态等控制方面做了很多研究，细小弥散硫化物的析出与成分设计时的锰硫比、钙处理时机选择、凝固前的氧位、凝固过程冷却速率等各种因素密切相关。影响硫化物形态、析出的因素非常复杂，生产工艺控制难度较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车变速箱用齿轮钢及其硫化物的控制方法，通过工艺改进有效解决含硫齿轮钢中硫化物析出难以控制、产品切削性能不佳的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种汽车变速箱用齿轮钢，其化学成分重量百分比分别为：C：0.19％-0.21％、Si：0.23％-0.28％、Mn：0.95％-0.98％、Cr：1.08％-1.12％、Ti：0.05％-0.07％、S：0.028％-0.035％、P≤0.015％、Als：0.008％-0.025％、Ca≤0.0035％、Ni≤0.05％、Cu≤0.05％、Mo≤0.01％，残余元素Sn≤0.01％、Pb≤0.005％、As≤0.02％、Bi≤0.008％、Sb≤0.008％，全氧含量13-20ppm，全氮含量≤40ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比范围为27-35。
一种汽车变速箱用齿轮钢硫化物的控制方法，包括转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序：
所述LF精炼工序，精炼前期采用碱度5-6的高碱度渣操作，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用碱度1.5-2.5较低碱度渣操作，进行预钙处理后保证软吹时间≥10分钟出站；
所述RH精炼工序采用高真空大环流操作，高真空时间维持在5分钟以上，终钙处理后间隔时间≥8分钟喂入硫线，离站前控制软吹时间≥10分钟；
所述连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.0-1.5的高SiO2覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,二次冷却铸坯采用中冷模式，比水量控制在0.55-0.60，标准拉速0.9±0.05米/分钟。
上述的一种汽车变速箱用齿轮钢硫化物的控制方法，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0024%及以下,出钢过程中严禁钢包下渣,同时加入二元碱度为5-6的高碱度含铝改质剂对钢包顶渣进行改质。
上述的一种汽车变速箱用齿轮钢硫化物的控制方法，所述LF精炼工序，精炼后期通过加入石英控制终渣二元碱度在1.5-2.5，离站软吹前预钙处理控制钢水中 Als含量在0.020-0.035wt%，Ca含量≥0.0010wt%。
所述RH精炼工序，高真空大环流是指极限真空度≤20Pa，环流结束破真空后进行终钙处理，Als含量控制在0.010-0.025wt%，钙铝比控制在0.08-0.15，喂硫线后控制S含量在0.030wt％-0.035wt％。
上述的一种汽车变速箱用齿轮钢硫化物的控制方法，所述连铸工序，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，有效改善了硫在连铸过程中的偏析，1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用第3区设定高水量有效促进了在凝固前沿固液两相区中硫化物细小弥散析出。
上述的一种汽车变速箱用齿轮钢硫化物的控制方法，所述加热工序，均热段温度控制在1220±15℃，加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在810-840℃。
缓冷后取样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类硫化物，内核为钙铝酸盐、外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比≤5，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本发明精炼环节参数设置，首先精炼前期通过高碱度精炼渣保证了钢水氧的有效去除和控制，后期加入石英控制终渣二元碱度在1.5-2.5，在保证前期良好脱氧条件下，稳定了后续喂硫线时钢水中硫含量及收得率，有效实现锰硫比在设计范围之内；终钙处理和喂硫线间隔8分钟避免了硫与钙结合生成CaS，进而稳定了钢水中的硫含量，精炼完成时钙铝比控制在0.08-0.15使得钢水中的钙铝酸盐以低熔点的3CaO.Al2O3、12CaO.7Al2O3、CaO.Al2O3及其相复合的夹杂物为主，能够有效作为凝固过程硫化物析出的形核核心。连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.0-1.5的高SiO2覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用105±2.5立方米/小时的弱冷冷却模式有效避免了含钛含硫齿轮钢在高温段凝固时易产生铸坯裂纹的特性。
本发明一种汽车变速箱用齿轮钢及其硫化物的控制方法，产品标准参考GB/T5216。
本发明中齿轮钢的易切削性主要通过控制硫化物的析出分布及形态来实现，首先成分设计时需要确认合适范围的硫含量及与之相匹配的锰硫比，硫的精准控制主要通过低碱度精炼终渣、钙处理与加硫时机匹配度、硫的加入方式、采用中包低碱度高SiO2覆盖剂等手段获得，锰的控制主要通过稳定转炉装入制度采用自产废钢减小出钢量波动、完善合金称量系统着重优化LF精炼工序的计量精度、降低精炼前期炉渣氧势等手段，从而实现锰含量的窄成分控制，从而完美达到锰硫比的设计要求。
一般来讲硫化物的析出主要是在钢水凝固过程，随着温度的下降当锰和硫的平衡浓度积达到限定要求时自发生成，其析出数量、尺寸与冷却速率直接相关，因此在凝固的糊状区位置（二冷3区）设定较高的水量，考虑到含钛含硫齿轮钢的裂纹敏感性，结晶器采用105±2.5立方米/小时弱冷模式、二冷整体采用中冷模式。其析出分布与二次枝晶间的硫偏析直接有关，因此采用了结晶器电搅和末端电搅相匹配的双电搅模式进行改善。低长宽比、细小弥散的硫化物除了同质形核的数量大、尺寸小的单一硫化物外，利用钙铝酸盐不易变形的特点，采用某些特定类型钙铝酸盐作为异质形核核心的复合硫化物更有益于轧制后低长宽比、细小弥散的硫化物分布。整体来说以低熔点的3CaO.Al2O3、12CaO.7Al2O3、CaO.Al2O3及其相复合的夹杂物为主能够有效作为凝固过程硫化物析出的形核核心，从热力学上计算当Als含量0.010-0.025wt％时钢液中的钙铝比控制在0.08-0.15范围更有利于以上类型钙铝酸盐类夹杂物的析出，为了保证凝固阶段以上类型钙铝酸盐类夹杂的优先析出，没有刻意采用提高Als含量或者降低氧位等手段，在满足GB/T5216氧含量≤20ppm标准要求基础上将氧含量控制在13-20ppm较高含量水平更有利于以上钙铝酸盐类夹杂在凝固过程作为硫化物异质形核点的有效析出。
本发明的有益效果在于：
本发明生产的齿轮钢组织为铁素体+珠光体，产品具有硫化物细小弥散分布、切削性能良好等优点，下游用户制成的汽车变速箱用齿轮具有加工精度高、匹配性好等特点。
附图说明
图1为实施例1生产的齿轮钢夹杂物金相图；
图2为实施例1生产的齿轮钢夹杂物金相图；
图3为实施例1生产的齿轮钢夹杂物金相图；
图4为实施例1生产的齿轮钢夹杂物金相图；
图5为实施例1生产的齿轮钢夹杂物金相图；
图6为实施例1生产的齿轮钢夹杂物金相图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
本实施例汽车变速箱用齿轮钢棒材规格为φ60mm，其生产方法包括：转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序流程。
顶底复吹转炉采用底吹大环缝工艺，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0024%,出钢过程中严格控制钢包下渣,同时加入含铝改质剂对钢包顶渣进行改质，高碱度含铝改质剂的二元碱度为5。
LF工序精炼前期采用高碱度渣操作，二元碱度控制在5.3，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用较低碱度渣操作，终渣碱度2.2，预钙处理后控制钢水中Als含量在0.021wt%，Ca含量0.0013wt%，软吹12分钟出站。
RH精炼工序采用高真空大环流操作，极限真空度16Pa，高真空时间维持在5分钟，终钙处理后Als含量控制在0.016wt%，钙铝比控制在0.09，喂硫线后控制S含量在0.032wt％，终钙处理间隔时间8分钟喂入硫线，离站前控制软吹时间15分钟后出站。
连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.5的SiO2含量36%的覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用105立方米/小时的弱冷冷却模式，二冷采用中冷模式，比水量设定0.60，标准拉速0.9米/分钟，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，二冷分为4个区，其中1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用3区设定高冷速有效促进了在凝固前沿两相区中硫化物细小弥散析出。
连铸后铸坯端面尺寸为200mm*200mm，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.19％、Si：0.28％、Mn：0.96％、Cr：1.08％、Ti：0.05％、S：0.031％、P：0.012％、Als：0.015％、Ca：0.0014％、Ni：0.01％、Cu：0.01％、Mo：0.005％，残余元素Sn：0.002％、Pb：0.001％、As：0.02％、Bi：0.002％、Sb：0.002％，全氧含量15ppm，全氮含量35ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比为31，其余为铁和不可避免的杂质元素。
加热工序将200mm方坯入加热炉加热，均热段温度控制在1220±15℃加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在820-830℃。
图1所示，缓冷后取本实施例试样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类,内核为钙铝酸盐外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比为3-6不等，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本实施例汽车变速箱用齿轮钢成功实现了棒材成品中硫化物弥散均匀分布，切削性良好。
经检验组织为铁素体+珠光体，无过冷组织，全氧含量15ppm；经过下游用户加工后的汽车变速箱用含硫齿轮钢加工精度高、匹配性好。
实施例2
本实施例汽车变速箱用齿轮钢棒材热轧棒材规格为φ50mm，其生产方法包括：转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序流程。
顶底复吹转炉采用底吹大环缝工艺，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0023%,出钢过程中严格控制钢包下渣,同时加入含铝改质剂对钢包顶渣进行改质，高碱度含铝改质剂的二元碱度为5.3。
LF工序精炼前期采用高碱度渣操作，二元碱度控制在6，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用较低碱度渣操作，终渣碱度1.5，预钙处理后控制钢水中 Als含量在0.020wt%，Ca含量0.0012wt%，软吹13分钟出站。
RH精炼工序采用高真空大环流操作，极限真空度18Pa，高真空时间维持在6分钟，终钙处理后Als含量控制在0.010wt%，钙铝比控制在0.13，喂硫线后控制S含量在0.033wt％，终钙处理间隔时间9分钟喂入硫线，离站前控制软吹时间13分钟出站。
连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.2的SiO2含量36%的覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用106立方米/小时的弱冷冷却模式，二冷采用中冷模式，比水量设定0.55，标准拉速0.9米/分钟，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，二冷分为4个区，其中1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用3区设定高冷速有效促进了在凝固前沿两相区中硫化物细小弥散析出。
连铸后铸坯端面尺寸为200mm*200mm，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.21％、Si：0.28％、Mn：0.95％、Cr：1.12％、Ti：0.07％、S：0.032％、P：0.015％、Als：0.008％、Ca：0.0012％、Ni：0.01％、Cu：0.01％、Mo：0.001％，残余元素Sn：0.001％、Pb：0.001％、As：0.008％、Bi：0.008％、Sb：0.001％，全氧含量20ppm，全氮含量40ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比为30，其余为铁和不可避免的杂质元素。
加热工序将200mm方坯入加热炉加热，均热段温度控制在1220±15℃加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在810-830℃。
图2所示，缓冷后取本实施例试样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类，内核为钙铝酸盐外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比为3-6不等，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本实施例汽车变速箱用齿轮钢成功实现了棒材成品中硫化物弥散均匀分布，切削性良好。
经检验组织为铁素体+珠光体，无过冷组织，全氧含量20ppm；经过下游用户加工后的汽车变速箱用含硫齿轮钢加工精度高、匹配性好。
实施例3
本实施例汽车变速箱用齿轮钢棒材热轧棒材规格为φ55mm，其生产方法包括：转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序流程。
顶底复吹转炉采用底吹大环缝工艺，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0022%,出钢过程中严格控制钢包下渣,同时加入含铝改质剂对钢包顶渣进行改质，高碱度含铝改质剂的二元碱度为6。
LF工序精炼前期采用高碱度渣操作，二元碱度控制在5.1，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用较低碱度渣操作，终渣碱度1.9，预钙处理后控制钢水中 Als含量在0.020wt%，Ca含量0.0010wt%，软吹12分钟出站。
RH精炼工序采用高真空大环流操作，极限真空度20Pa，高真空时间维持在5分钟以上，终钙处理后Als含量控制在0.018wt%，钙铝比控制在0.15，喂硫线后控制S含量在0.031wt％，终钙处理间隔时间10分钟喂入硫线，离站前控制软吹时间15分钟出站。
连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.2的SiO2含量38%的覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用105立方米/小时的弱冷冷却模式，二冷采用中冷模式，比水量设定0.60，标准拉速0.9米/分钟，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，二冷分为4个区，其中1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用3区设定高冷速有效促进了在凝固前沿两相区中硫化物细小弥散析出。
连铸后铸坯端面尺寸为200mm*200mm，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.19％、Si：0.23％、Mn：0.98％、Cr：1.12％、Ti：0.05％、S：0.031％、P：0.012％、Als：0.016％、Ca：0.0025％、Ni：0.01％、Cu：0.01％、Mo：0.001％，残余元素Sn：0.002％、Pb：0.005％、As：0.005％、Bi：0.001％、Sb：0.008％，全氧含量17ppm，全氮含量33ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比为30，其余为铁和不可避免的杂质元素。
加热工序将200mm方坯入加热炉加热，均热段温度控制在1220±15℃加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在820-840℃。
图3所示，缓冷后取本实施例试样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类，内核为钙铝酸盐外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比为3-6不等，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本实施例汽车变速箱用齿轮钢成功实现了棒材成品中硫化物弥散均匀分布，切削性良好。
经检验组织为铁素体+珠光体，无过冷组织，全氧含量17ppm；经过下游用户加工后的汽车变速箱用含硫齿轮钢加工精度高、匹配性好。
实施例4
本实施例汽车变速箱用齿轮钢棒材热轧棒材规格为φ45mm，其生产方法包括：转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序流程。
顶底复吹转炉采用底吹大环缝工艺，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0023%,出钢过程中严格控制钢包下渣,同时加入含铝改质剂对钢包顶渣进行改质，高碱度含铝改质剂的二元碱度为5.6。
LF工序精炼前期采用高碱度渣操作，二元碱度控制在5.2，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用较低碱度渣操作，终渣碱度2.5，预钙处理后控制钢水中 Als含量在0.035wt%，Ca含量0.0014wt%，软吹13分钟出站。
RH精炼工序采用高真空大环流操作，极限真空度19Pa，高真空时间维持在5分钟以上，终钙处理后Als含量控制在0.022wt%，钙铝比控制在0.08，喂硫线后控制S含量在0.030wt％，终钙处理间隔时间8分钟后喂入硫线，离站前控制软吹时间10分钟出站。
连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.0的SiO2含量38%的覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用103立方米/小时的弱冷冷却模式，二冷采用中冷模式，比水量设定0.60，标准拉速0.9米/分钟，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，二冷分为4个区，其中1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用3区设定高冷速有效促进了在凝固前沿两相区中硫化物细小弥散析出。
连铸后铸坯端面尺寸为200mm*200mm，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20％、Si：0.24％、Mn：0.95％、Cr：1.10％、Ti：0.06％、S：0.035％、P：0.011％、Als：0.018％、Ca：0.0016％、Ni：0.03％、Cu：0.05％、Mo：0.01％，残余元素Sn：0.01％、Pb：0.001％、As：0.003％、Bi：0.001％、Sb：0.001％，全氧含量13ppm，全氮含量31ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比为27，其余为铁和不可避免的杂质元素。
加热工序将200mm方坯入加热炉加热，均热段温度控制在1220±15℃加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在820-840℃。
图4所示，缓冷后取本实施例试样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类，内核为钙铝酸盐外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比为3-6不等，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本实施例汽车变速箱用齿轮钢成功实现了棒材成品中硫化物弥散均匀分布，切削性良好。
经检验组织为铁素体+珠光体，无过冷组织，全氧含量13ppm；经过下游用户加工后的汽车变速箱用含硫齿轮钢加工精度高、匹配性好。
实施例5
本实施例汽车变速箱用齿轮钢棒材热轧棒材规格为φ65mm，其生产方法包括：转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序流程。
顶底复吹转炉采用底吹大环缝工艺，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0022%,出钢过程中严格控制钢包下渣,同时加入含铝改质剂对钢包顶渣进行改质，高碱度含铝改质剂的二元碱度为5.2。
LF工序精炼前期采用高碱度渣操作，二元碱度控制在5，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用较低碱度渣操作，终渣碱度2.3，预钙处理后控制钢水中 Als含量在0.028wt%，Ca含量0.0025wt%，软吹11分钟出站。
RH精炼工序采用高真空大环流操作，极限真空度20Pa，高真空时间维持6分钟，终钙处理后Als含量控制在0.025wt%，钙铝比控制在0.13，喂硫线后控制S含量在0.035wt％，终钙处理间隔时间8分钟喂入硫线，离站前控制软吹时间15分钟出站。
连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.2的SiO2含量37%的覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用107立方米/小时的弱冷冷却模式，二冷采用中冷模式，比水量设定0.60，标准拉速0.9米/分钟，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，二冷分为4个区，其中1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用3区设定高冷速有效促进了在凝固前沿两相区中硫化物细小弥散析出。
连铸后铸坯端面尺寸为200mm*200mm，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.19％、Si：0.24％、Mn：0.98％、Cr：1.11％、Ti：0.07％、S：0.028％、P：0.010％、Als：0.025％、Ca：0.0035％、Ni：0.05％、Cu：0.01％、Mo：0.002％，残余元素Sn：0.001％、Pb：0.001％、As：0.002％、Bi：0.002％、Sb：0.002％，全氧含量17ppm，全氮含量32ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比为35，其余为铁和不可避免的杂质元素。
加热工序将200mm方坯入加热炉加热，均热段温度控制在1220±15℃加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在820-830℃。
图5所示，缓冷后取本实施例试样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类，内核为钙铝酸盐外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比为3-6不等，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本实施例汽车变速箱用齿轮钢成功实现了棒材成品中硫化物弥散均匀分布，切削性良好。
经检验组织为铁素体+珠光体，无过冷组织，全氧含量17ppm；经过下游用户加工后的汽车变速箱用含硫齿轮钢加工精度高、匹配性好。
实施例6
本实施例汽车变速箱用齿轮钢棒材热轧棒材规格为φ70mm，其生产方法包括：转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、加热和轧制工序流程。
顶底复吹转炉采用底吹大环缝工艺，所述转炉工序控制吹炼终点碳氧积在0.0022%,出钢过程中严格控制钢包下渣,同时加入含铝改质剂对钢包顶渣进行改质，高碱度含铝改质剂的二元碱度为5.1。
LF工序精炼前期采用高碱度渣操作，二元碱度控制在5.2，精炼过程采用喂铝线沉淀脱氧配合碳化钙扩散脱氧工艺，精炼后期采用较低碱度渣操作，终渣碱度1.5，预钙处理后控制钢水中 Als含量在0.020wt%，Ca含量0.0015%，软吹10分钟出站。
RH精炼工序采用高真空大环流操作，极限真空度19Pa，高真空时间维持5分钟，终钙处理后Als含量控制在0.016wt%，钙铝比控制在0.10，喂硫线后控制S含量在0.032wt％，终钙处理间隔时间10分钟喂入硫线，离站前控制软吹时间16分钟出站。
连铸工序全程保护浇铸,中包采用碱度1.5的SiO2含量32%的覆盖剂，全程采用结晶器电搅和末端电搅,结晶器采用105立方米/小时的弱冷冷却模式，二冷采用中冷模式，比水量设定0.55，标准拉速0.9米/分钟，结晶器电搅参数选用350±10A/3±0.5Hz，末端电搅参数选用250±10A/8±0.5Hz，二冷分为4个区，其中1至4区二冷配水设定比例采用35：21：38：6模式，通过采用3区设定高冷速有效促进了在凝固前沿两相区中硫化物细小弥散析出。
连铸后铸坯端面尺寸为200mm*200mm，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.21％、Si：0.23％、Mn：0.97％、Cr：1.10％、Ti：0.06％、S：0.031％、P：0.013％、Als：0.015％、Ca：0.0014％、Ni：0.05％、Cu：0.05％、Mo：0.006％，残余元素Sn：0.001％、Pb：0.001％、As：0.005％、Bi：0.002％、Sb：0.002％，全氧含量15ppm，全氮含量31ppm，余量为Fe和不可避免的杂质，其中锰硫比为31，其余为铁和不可避免的杂质元素。
加热工序将200mm方坯入加热炉加热，均热段温度控制在1220±15℃加热后对方坯表面进行高压水除磷，之后轧制成棒材成品，终轧结束后温度控制在820-840℃。
图6所示，缓冷后取本实施例试样检验硫化物，类型以单一的硫化锰类、内核为钙铝酸盐外层为硫化锰类的复合硫化物为主，且长宽比为3-6不等，呈弥散分布状态，有效保障了汽车变速箱用齿轮钢的切削加工性能。
本实施例汽车变速箱用齿轮钢成功实现了棒材成品中硫化物弥散均匀分布，切削性良好。
经检验组织为铁素体+珠光体，无过冷组织，全氧含量15ppm；经过下游用户加工后的汽车变速箱用含硫齿轮钢加工精度高、匹配性好。
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