CN100543155C - 一种中碳钢在线球化轧制工艺 - Google Patents
一种中碳钢在线球化轧制工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100543155C CN100543155C CNB2006100962045A CN200610096204A CN100543155C CN 100543155 C CN100543155 C CN 100543155C CN B2006100962045 A CNB2006100962045 A CN B2006100962045A CN 200610096204 A CN200610096204 A CN 200610096204A CN 100543155 C CN100543155 C CN 100543155C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rolling
- cooled
- carbon steel
- medium carbon
- rolled piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种中碳钢在线球化轧制工艺，在精轧工艺阶段采用控轧控冷低温轧制工艺，轧制温度控制在680～850℃，截面的变形量为累计减面率50%～80%，在低温轧制后控制冷却速度，使轧制件以3℃/秒～15℃/秒的冷却速度冷却至660～720℃，再经过等温过程，然后轧件自然冷却至室温。本发明采用上述技术方案，使轧件的金相组织中铁素体比例提高，珠光体所占比例减少，珠光体团小而分散，渗碳体呈粒状，降低了材料的强度和硬度，提高塑性，且降低材料的冷加工硬化率，免去球化退火工序并使轧件具有良好的冷加工性能，节约能源，降低机械零件的制造成本，提高机械零件质量，减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及冶金工艺，更具体地说，本发明涉及一种中碳钢在线球化轧制工艺。
背景技术
特殊钢在整个钢铁产品中占有十分重要的位置，是冷加工的重要原料。按照传统冶金生产工艺流程生产出的特殊钢材，如冷镦钢、轴承钢、齿轮钢、弹簧钢、合金结构钢和碳素结构钢等，为了具有良好的冷加工性能，要求材料具有低的变形抗力和优异的塑性，因此，要求钢材微观组织中的碳化物(即渗碳体)呈球状，为此一般都要在冷加工前先进行球化退火处理。这种退火处理往往周期长，要消耗大量的能源和资源，还污染环境。我国机械制造用钢每年约有1500万吨消费量，是成为“制造大国”的关键材料。如按软化退火费用100～300元/吨计，则仅此一项的费用即高达15～45亿元/年。其中中碳钢需求量大面广，如冷镦钢(8.8级)、合结钢和碳结钢等，对钢材的表面质量、内在质量、成分的均匀性、冷加工性及尺寸精度均有较高的要求，且在冷加工前要求必须球化退火处理。
专利号为99115353.7的中国发明专利，公开了一种高速大变形热轧冷镦钢碳化物的球化退火工艺。该发明将高线盘条装入加热炉中，加热至钢材加热时的下临界温度A#(C1)以下的温度区间660～720℃，均温后保持不少于3小时，而后冷却至室温即可得到碳化物优良球化、钢材用户冷拔改制后可以直接冷镦成型而不可能开裂的优质深加工盘条钢材。该专利虽然对传统球化退火工艺进行了改进，缩短了退火时间，但仍需离线球化退火。
申请号为200410103089.0的中国发明专利，公开一种8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法。虽然在线使中碳冷镦钢线材直接获得软化，可免退火中碳冷镦钢线材制作8.8级高强度紧固件，省去冷镦前的退火工序，但由于仅将珠光体的碳化物进行了退化处理(碎化)，只有部分球化，故只能用于内、外六角螺栓免退火，而不能用于形状更复杂的紧固件。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种中碳钢在线球化轧制工艺，其目的是轧件在冷加工前免去球化退火工序并使其具有良好的冷加工性能。
本发明为实现上述目的而采用技术方案是：所提供的这种中碳钢在线球化轧制工艺，采用含碳量为0.25％～0.55％的中碳钢坯为原料，经过粗轧、中轧、预精轧和精轧工艺轧制成形，其中粗轧、中轧、预精轧轧制温度为900～1050℃，所述的精轧工艺阶段采用控轧控冷低温轧制工艺，轧制温度控制在680～850℃，截面的变形量为累计减面率50％～80％，在低温轧制后控制冷却速度，使轧制件以3℃/秒～15℃/秒的冷却速度冷却至660～720℃，再经过等温过程或缓冷过程，然后轧件自然冷却至室温。
上述的精轧工艺阶段的过等温过程，是在冷却至660～720℃后进行保温，保温时间为600～1800秒。上述的缓冷过程是在冷却至660～720℃后，再进行低速缓冷，冷却速度小于等于0.2℃/秒，冷却至600℃以下，然后轧件自然冷却至室温。
本发明的优选方案为选择粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，然后可以采取下列不同的技术方案之一进行轧制：
轧件冷却至700℃，以50％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以5℃/秒冷却至680℃，经等温过程或缓冷过程、轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。等温过程为冷却至680℃后的保温时间为600秒。或者采用缓冷过程，为冷却到680℃后再以0.2℃/秒的冷却速度缓冷。
轧件冷却至750℃，以70％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以8℃/秒冷却至680℃，经等温过程，保温900秒，轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。或者采用缓冷过程，为冷却至680℃后再以0.1℃/秒的冷却速度缓冷。
轧件冷却至800℃，以80％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以10℃/秒冷却至700℃，经等温过程，保温1200秒，轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。或者采用缓冷过程，为冷却至680℃后再以0.05℃/秒的冷却速度缓冷。
本发明采用上述技术方案，使轧件的金相组织中铁素体比例提高，珠光体所占比例减少，珠光体团小而分散，渗碳体呈粒状，降低了材料的强度和硬度，提高塑性，且降低材料的冷加工硬化率，免去球化退火工序并使轧件具有良好的冷加工性能，节约能源，降低机械零件的制造成本，提高机械零件质量，减少环境污染。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明采取控冷方式所获得的轧件的4000倍电镜扫描照片；
图2为本发明采取缓冷方式所获得的轧件的4000倍电镜扫描照片；
图3为与本发明作对比的常规轧制缓冷的轧件的4000倍电镜扫描照片。
具体实施方式
本发明要解决的技术问题是提供一种碳化物在线球化的中碳钢的控制轧制、控制冷却的生产工艺，用连铸方坯，在钢材的控轧控冷的轧制生产过程中，在线使中碳钢钢材直接得到碳化物的球化组织。
图1所示为本发明采取控冷方式获得的轧件的金相组织的4000倍显微照片，图2为本发明采取缓冷方式获得的轧件的金相组织的4000倍显微照片，它们表示了用本发明技术生产的中碳钢钢材，其渗碳体为粒状和球状，降低了钢材强度和硬度，提高塑性，并降低钢材的冷加工硬化率，达到可免退火直接冷加工机械零件的目的，省去冷加工前的球化退火工序，节约能源，降低机械零件的制造成本，提高机械零件质量，减少环境污染。图3所示为采用常规轧制、缓冷生产的钢材的金相组织显微照片，其渗碳体显示为片状或棒状。
本发明的具体实施方式如下：
采用含碳量为0.25％～0.55％的中碳钢坯为原料，在板材、线材、棒材轧机上采用常规方法，经过粗轧、中轧、预精轧和精轧工艺轧制成形，其中粗轧、中轧、预精轧轧制温度为900～1050℃，所述的精轧工艺阶段采用控轧控冷低温轧制工艺，轧制温度控制在680～850℃，要求低温轧制有足够大的变形量，截面的变形量为累计减面率50％～80％，形变诱导铁素体动态相变，即奥氏体在变形过程中析出铁素体，一方面增加组织中铁素体的比例，细化铁素体晶粒，另一方面使过冷奥氏体中的碳浓度提高，位错和亚结构密度增加。在低温轧制完成后控制冷却速度，使轧制件以3℃/秒～15℃/秒的冷却速度冷却至660～720℃区间快速相变，再经过等温过程或缓冷过程，然后轧件自然冷却至室温。在快速相变过程中，晶粒细小含碳浓度很高的过冷奥氏体转变成粒状珠光体和渗碳体片破碎的珠光体组织，随后在保温时间内，破碎的渗碳体片转变成粒状。
上述的精轧工艺阶段的过等温过程，是在冷却至660～720℃后进行保温，保温时间为600～1800秒。上述的的精轧工艺阶段的缓冷过程，是在冷却至660～720℃后，再进行低速缓冷，冷却速度小于等于0.2℃/秒，冷却至600℃以下，然后轧件自然冷却至室温。
中碳钢的形变温度降低(例如35号钢由950℃降到850℃)，相变化学驱动力增加，同时位错回复程度降低，形变储能增加，从而使得铁素体形核率上升。随着形变温度的降低和形变诱导铁素体的析出，未转变奥氏体中的平均含碳量亦逐渐增加。铁素体析出时扩散排出的碳分布并不均匀，在细小的铁素体界面和未转变奥氏体的界面存在高度富碳的膜，在随后的相变过程中，这些富碳的膜将转变为短棒状或颗粒状渗碳体，短棒状渗碳体再在等温或缓冷的过程中转烃为颗粒状渗碳体。
下面是优庑的具体的实施例：
实施例一：
采用含碳量为0.25％～0.55％中的任一种中碳钢坯料，粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，冷却至700℃，以50％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以5℃/秒冷却至680℃，经等温过程或者缓冷过程、轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。
等温过程为冷却至680℃后的保温时间为600秒；缓冷过程为冷却至680℃后再以0.2℃/秒的冷却速度缓冷。
实施例二：
采用含碳量为0.25％～0.55％中的任一种中碳钢坯料，粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，冷却至750℃，以70％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以8℃/秒冷却至680℃，经等温过程或者缓冷过程，轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。
等温过程为冷却至680℃后的保温时间为900秒；缓冷过程为冷却到680℃后再以0.1℃/秒的冷却速度缓冷。
实施例三：
采用含碳量为0.25％～0.55％中的任一种中碳钢坯料，粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，冷却至800℃，以80％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以10℃/秒冷却至700℃，经等温过程或缓冷过程，轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。
等温过程为冷却至700℃，保温1200秒；缓冷过程为冷却至680℃后再以0.05℃/秒的冷却速度缓冷。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种中碳钢在线球化轧制工艺，采用含碳量为0.25％～0.55％的中碳钢坯为原料，经过粗轧、中轧、预精轧和精轧工艺轧制成形，其中粗轧、中轧、预精轧轧制温度为900～1050℃，其特征在于：所述的精轧工艺阶段采用控轧控冷低温轧制工艺，轧制温度控制在680～850℃，截面的变形量为累计减面率50％～80％，在低温轧制后控制冷却速度，使轧制件以3℃/秒～15℃/秒的冷却速度冷却至660～720℃，再经过等温过程或缓冷过程，然后轧件自然冷却至室温。
2、按照权利要求1所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的精轧工艺阶段的等温过程，是在冷却至660～720℃后进行保温，保温时间为600～1800秒。
3、按照权利要求1所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的精轧工艺阶段的缓冷过程，是在冷却至660～720℃后，再进行低速缓冷，冷却速度小于等于0.2℃/秒，冷却至600℃以下，然后轧件自然冷却至室温。
4、按照权利要求2或3所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，冷却至700℃，以50％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以5℃/秒冷却至680℃，经等温过程或缓冷过程、轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。
5、按照权利要求4所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：等温过程为冷却至680℃后的保温时间为600秒。
6、按照权利要求4所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：缓冷过程为冷却至680℃后再以0.2℃/秒的冷却速度缓冷。
7、按照权利要求2或3所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，冷却至750℃，以70％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以8℃/秒冷却至680℃，经等温过程，保温900秒，或经过缓冷过程，轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。
8、按照权利要求7所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的缓冷过程为冷却到680℃后再以0.1℃/秒的冷却速度缓冷。
9、按照权利要求2或3所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的粗轧、中轧、预精轧轧制温度为950℃，轧件金相组织为奥氏体，冷却至800℃，以80％减面率轧制变形，变形速率20/秒，然后以10℃/秒冷却至700℃，经等温过程，保温1200秒，或经过缓冷过程，轧件自然冷却至室温后的金相组织为铁素体+碳化物球化的珠光体。
10、按照权利要求9所述的中碳钢在线球化轧制工艺，其特征在于：所述的缓冷过程为冷却至680℃后再以0.05℃/秒的冷却速度缓冷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100962045A CN100543155C (zh) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | 一种中碳钢在线球化轧制工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100962045A CN100543155C (zh) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | 一种中碳钢在线球化轧制工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN100999775A CN100999775A (zh) | 2007-07-18 |
| CN100543155C true CN100543155C (zh) | 2009-09-23 |
Family
ID=38258600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006100962045A Active CN100543155C (zh) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | 一种中碳钢在线球化轧制工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100543155C (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9512499B2 (en) | 2010-10-22 | 2016-12-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for manufacturing hot stamped body having vertical wall and hot stamped body having vertical wall |
| BR112013009520B1 (pt) | 2010-10-22 | 2019-05-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Métodos para produção de chassi estampado a quente e chassi estampado a quente |
| CN102417959A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-04-18 | 河北联合大学 | 一种免退火处理热轧s50c板带的生产方法 |
| CN103350116B (zh) * | 2013-04-16 | 2015-11-04 | 东北大学 | 一种有利于Cr、Mo钢球化退火的轧制工艺 |
| CN104593673A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-05-06 | 张家港联峰钢铁研究所有限公司 | 中碳免退火冷镦钢热轧盘条及其生产方法 |
| CN106424193B (zh) * | 2016-09-21 | 2018-08-03 | 唐山国丰钢铁有限公司 | 过共析球化珠光体热轧带钢生产方法 |
| CN106399649A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-15 | 四川理工学院 | 一种低合金高强度焊丝球化退火方法 |
| CN107058692B (zh) * | 2017-06-05 | 2018-07-13 | 东北大学 | 一种GCr15轴承钢热轧后在线快速球化退火方法 |
| CN107138660B (zh) * | 2017-06-28 | 2018-08-07 | 武汉理工大学 | 一种实现组织球化的高碳铬轴承钢温轧环成形方法 |
| CN108526221A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-09-14 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种低碳钢连铸连轧生产线及其生产工艺 |
| CN111378824B (zh) * | 2020-05-14 | 2020-12-08 | 东北大学 | 一种51CrV4亚共析精冲钢热加工工艺 |
| CN111659731B (zh) * | 2020-05-25 | 2022-02-01 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种基于高速线材生产线的珠光体球化方法 |
| CN112139266B (zh) * | 2020-08-31 | 2022-09-20 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种免退火线材拉拔方法 |
| CN113122699A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-07-16 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | Cr13型不锈钢盘条及其退火方法 |
-
2006
- 2006-09-27 CN CNB2006100962045A patent/CN100543155C/zh active Active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| TMCP在线软化处理中碳冷镦钢的研究开发. 于同仁，惠卫军，张步海，苏世怀.理化检验，第42卷第6期. 2006 |
| TMCP在线软化处理中碳冷镦钢的研究开发. 于同仁，惠卫军，张步海，苏世怀.理化检验，第42卷第6期. 2006 * |
| 高强度冷镦钢热机轧制工艺模拟试验研究. 胡孝三，于同仁，梁皖伦.钢铁，第38卷第12期. 2003 |
| 高强度冷镦钢热机轧制工艺模拟试验研究. 胡孝三，于同仁，梁皖伦.钢铁，第38卷第12期. 2003 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100999775A (zh) | 2007-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100543155C (zh) | 一种中碳钢在线球化轧制工艺 | |
| CN103215516B (zh) | 一种700MPa级高强度热轧Q&P钢及其制造方法 | |
| CN107354385B (zh) | 一种汽车用超高强热成形钢的制备方法 | |
| CN101638749B (zh) | 一种低成本高强塑积汽车用钢及其制备方法 | |
| CN100516269C (zh) | 一种细晶强化碳素结构钢热轧薄板的制造工艺 | |
| CN100432244C (zh) | 中碳钢形变诱导铁素体超量析出生产方法 | |
| CN105018835B (zh) | 精冲性优良的中高碳热轧带钢及生产方法 | |
| CN105648317A (zh) | 一种高强度高塑性中锰q&p钢冷轧退火板及其制备工艺 | |
| CN102418033B (zh) | 一种免热处理高强冷镦钢及其热轧棒材的生产方法 | |
| CN103866095B (zh) | 一种针对具有片状微观组织的Cr、Mo钢的球化退火方法 | |
| CN102634738B (zh) | 一种具有粗糙度保持能力的支承辊及其制造方法 | |
| CN101717886A (zh) | 抗拉强度650MPa级热轧双相钢板及其制造方法 | |
| CN102417959A (zh) | 一种免退火处理热轧s50c板带的生产方法 | |
| CN102021483B (zh) | 一种抗拉强度1200MPa级冷轧双相钢板及制备方法 | |
| CN102517500A (zh) | 一种采用小方坯生产35CrMo合金冷镦钢的轧制方法 | |
| CN103184386A (zh) | 一种提高低碳硅锰系冷轧双相钢力学性能的方法 | |
| CN107723602A (zh) | 750MPa级热轧铁素体贝氏体双相钢及其生产方法 | |
| CN103469090A (zh) | 一种超高强热成形钢的退火方法 | |
| CN114807524B (zh) | 一种基于部分奥氏体化的高强韧中锰钢及其制备方法 | |
| CN105112775B (zh) | 一种高成形性热连轧钢板及其生产方法 | |
| CN105441814A (zh) | 屈服强度700MPa级超低屈强比热轧Q&P钢及其制造方法 | |
| CN1799717A (zh) | 8.8级高强度冷镦钢用热轧免退火盘条的生产方法 | |
| CN109136757B (zh) | 中碳冷镦钢线材和中碳冷镦钢线材的生产方法 | |
| CN102286696B (zh) | 一种高塑性应变比的超深冲双相钢的制备方法 | |
| CN102080179A (zh) | 一种含硼结构钢的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 243003 Department of intellectual property right of Hunan West Road No. 8 technology center, Ma'anshan City, Anhui Province Patentee after: Ma'anshan Iron and Steel Co., Ltd. Address before: The rain 243003 Anhui city of Ma'anshan province (Ning Wu Lu) technology center Patentee before: Ma'anshan Iron and Steel Co., Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 243003 8 Jiuhua Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Patentee after: Ma'anshan Iron and Steel Co., Ltd. Address before: 243003 intellectual property department, technology center, No. 8 Hunan West Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Patentee before: Ma'anshan Iron and Steel Co., Ltd. |