本發明屬于鋼鐵材料熱處理技術領域，特別涉及一種合金鋼及其制備方法。

背景技術：
隨著世界范圍內能源危機和環境污染的進一步加劇，風能作為一種清潔可再生能源已經成為各國關注的焦點。我國所擁有的風能儲量及可開發量居世界首位，風力發電已被列為國家能源發展的國策，因此風電機組的國產化非常重要。由于風電機組被安裝在幾十、甚至上百米的高空中，且風場往往處于高山、沿海等氣溫和環境差異很大的區域，造成風電機組中軸承的工作環境非常惡劣。風電廠家因此提出了對風電軸承20年服役壽命的要求。我國關于風力發電機軸承最新的標準JB/T10705-2007中提出了偏航、變槳軸承套圈一般采用42CrMo制造，也可以采用性能相當或更優的其他材料，對其低溫沖擊功的要求是-20℃下AkV不小于27J。現在國內風場中安裝的風力發電機組還主要為2.0MW及以下的小功率機組，其中偏航、變槳軸承套圈均采用42CrMo鋼。隨著對風力發電需求量的增加，大功率(5MW及以上)風電機組的開發就越為重要，而其中大功率風電軸承用鋼也成為限制我國風電機組大型化的壁壘。隨著單座裝機容量的提高，偏航、變槳軸承套圈的壁厚也隨之增加，這就對套圈用鋼的淬透性提出了高的要求。經過驗證，42CrMo鋼的淬透性無法滿足大功率風電機組用軸承套圈的要求。現在，國內尚無用于風電偏航、變槳軸承套圈的專用鋼材，標準JB/T10705-2007中指出：“也可以采用性能相當或更優的其他材料”，說明風電偏航、變槳軸承套圈用鋼并未限制為42CrMo鋼，因此，新鋼種的開發逐漸受到重視。專利公告號CN101230441B，名稱為“耐低溫沖擊的風電變槳、偏航軸承套圈用42CrMoVNb鋼”的中國發明專利，該42CrMoVNb鋼的組分和含量為：C：0.42～0.45、Si：0.15～0.30、Mn：0.60～0.90、Cr：0.90～1.20、Mo：0.15～0.30、Ni：0.35～0.60、V：0.08～0.15、Nb：0.03～0.06、Cu≦0.20、S：≦0.015、P：≦0.015、[O]:≦20ppm、[H]：≦2.0ppm，其余為Fe和正常的雜質。該發明提供了一種可用于風電偏航、變槳軸承用鋼，但是添加了Ni、Nb等高價格合金元素，大幅度提高軸承的成本，同時其[O]含量控制范圍較寬，容易使不同爐次冶煉鋼材性能出現大幅度波動。專利公告號CN101994062A，名稱為“風電軸承鋼”的中國發明專利，該專利中發明公開了一種新的風電軸承鋼，組分和含量為：C：0.40～0.48、Si：0.17～0.45、Mn：0.50～0.80、Cr：0.90～1.20、Mo：0.20～0.30、Ni：0.50～1.20、V：≦0.1、Al：0.015～0.04、Cu≦0.30、S：≦0.010、P：≦0.015、[O]:≦15ppm、[H]：≦1.5ppm，其余為Fe和正常的雜質。該發明提供的新型風電軸承鋼，在42CrMo的基礎上添加了Ni這一高價格合金元素，使得最終軸承的成本也較高，且也存在[O]含量控制范圍較寬的問題。

技術實現要素：
本發明提出了一種風電軸承用中碳硼微合金化鋼及其制備方法。本發明是在42CrMo的基礎上添加了微量B合金元素以提高材料的淬透性，同時適量提高了碳C、錳Mn、硅Si等合金元素含量以提高材料的強度，得到了一種低成本且性能完全滿足要求的風電軸承用鋼。本發明的技術方案如下：一種風電軸承用中碳硼微合金化鋼，它的化學成分重量百分比為：C：0.40～0.50、Mn：0.90～1.20、Mo：0.25～0.35、Cr：0.90～1.20、Si：0.30～0.60、Al酸溶≧0.035、B：0.0008～0.003、N：≦0.0045、O：≦0.0008、H：≦0.00015、S：≦0.010、P：≦0.015，其余為Fe和正常雜質。上述風電軸承用中碳硼微合金化鋼的制備方法：(1)將上述化學成分的鋼水采用常規轉爐爐外精煉和真空脫氣處理，通過保護澆鑄工藝獲得純凈鋼坯，將鋼坯進行熱塑性加工、退火、熱碾環加工成軸承；(2)軸承的最終熱處理工藝為：奧氏體化溫度850～880℃，保溫時間按照0.5分鐘/mm計算，油淬后高溫回火，回火溫度550～650℃，保溫時間按照工件厚度不同為1～2小時，回火后油冷至室溫。由于添加了微合金元素B，大幅度提高了材料的淬透性；利用Al合金元素來固定N元素，保證B合金元素能夠起到有效的提高淬透性的作用；將42CrMo鋼中的C、Si、Mn合金元素的含量提高，使材料經淬火+回火處理后的強度值滿足要求，同時后兩種元素含量的提高還有利于提高淬透性；嚴格控制鋼中的O含量在8ppm以下，H含量在1.5ppm以下，進一步提高鋼材的純凈度，從而提高材料的綜合性能。本發明與現有技術相比具有如下優點：1、力學性能完全達到風電軸承用鋼的標準。2、使用本發明中碳硼微合金化鋼制作的零件表面和心部的各項力學性能更加接近。3、在保證材料各項性能的前提下，未添加Nb、Ni等高價格合金成分，選用低價格的硼合金元素，從而使得材料的成本大幅度降低。具體實施方式實施例1將化學成分(按重量百分比計)為：C：0.41、Mn：0.95、Mo：0.28、Cr：0.95、Si：0.38、Al酸溶：0.038、B：0.0015、N：0.0040、O：0.0007、H：0.00009、S：0.008、P：0.009，其余為Fe和正常雜質的鋼水采用轉爐冶煉，將鋼水采用爐外精煉和真空脫氣處理，采用保護澆鑄工藝獲得純凈鋼坯，將鋼坯進行熱塑性加工、退火、熱碾環加工成軸承；對上述軸承進行熱處理，奧氏體化溫度850℃，保溫50min油淬，550℃高溫回火1小時后油冷制室溫。取樣進行機械性能測試，結果如表1：表1.實施例2將化學成分(按重量百分比計)為：C：0.45、Mn：1.10、Mo：0.29、Cr：1.03、Si：0.45、Al酸溶：0.036、B：0.0020、N：0.0037、O：0.00065、H：0.00011、S：0.0045、P：0.008，其余為Fe和正常雜質的鋼水采用轉爐冶煉，將鋼水采用爐外精煉和真空脫氣處理，采用保護澆鑄工藝獲得純凈鋼坯，將鋼坯進行熱塑性加工、退火、熱碾環加工成軸承；對上述軸承進行熱處理，奧氏體化溫度870℃，保溫80分鐘后油淬，600℃高溫回火1.5h后油冷制室溫。取樣進行機械性能測試，結果如表2所示：表2.實施例3將化學成分(按重量百分比計)為C：0.48、Mn：1.15、Mo：0.32、Cr：1.10、Si：0.55、Al酸溶：0.040、B：0.0028、N：0.0043、O：0.00063、H：0.00010、S：0.009、P：0.010，其余為Fe和正常雜質的鋼水采用轉爐冶煉，將鋼水采用爐外精煉和真空脫氣處理，采用保護澆鑄工藝獲得純凈鋼坯，將鋼坯進行熱塑性加工、退火、熱碾環加工成軸承；對上述軸承進行熱處理，奧氏體化溫度880℃，保溫130分鐘后油淬，650℃高溫回火2h后油冷制室溫。取樣進行機械性能測試，結果如表3所示：表3.