CN101514423B - 一种含铝低碳冷镦盘条钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盘条钢及生产方法。其解决目前存在的吐丝温度过高，其不利于减少氧化铁皮或采用的辊速过高，不利于钢的充分相变及铁素体长大，使钢的拉拔和冷镦性能降低。措施：一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.04～0.08、Si：0.01～0.05、Mn：0.35～0.55、P：≤0.03、S：≤0.035、Als：0.02～0.06，其余为Fe及不可避免的杂质；工艺：将连铸坯加热至950～1040℃，截面温差≤30℃；轧制开轧温度在900～1000℃、终轧温度在950～990℃；水冷后吐丝温度在880～900℃；吐丝后冷却至615～680℃，其冷却速度在0.7～1.1℃/秒。本发明的机械性能、显微组织、表面质量、冷镦性能都达到用户要求。
Description
技术领域
本发明涉及盘条钢及生产方法，具体属于含铝的冷镦盘条钢及其生产方法。
背景技术
冷镦盘条钢属于低碳冷镦钢，其主要用于制造螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、销、铆钉等各种紧固件产品，因此要求盘条具有较高的塑性指标、断面收缩率及延伸率；冷加工时要求材料的变形抗力小，加工硬化率低，材料的σs/σb值小；盘条要求具有良好的表面质量、光洁度，不允许出现折叠、裂缝等表面缺陷；钢的组织致密，无内部缺陷。目前，在高速线材的轧制速度已突破100米/秒，轧制速度的提高，导致轧件的温升增加，使终轧温度高于1000℃，因此，若不加以控制会使成品表面的氧化铁皮增多、晶粒粗大、钢材的显微组织和机械性能极不均匀。
如检索到的发表于2005年11月《浙江冶金》的《转炉-高线生产SWRM6优质低碳低硅钢盘条工艺实践》，其公开了对低碳低硅钢盘条的控轧控冷工艺：即1)钢坯进加热炉前对钢坯逐根目测检查，控制入炉钢坯表面质量。表面质量不合格的钢坯须经表面清理、磨修合格后再组织生产；2)制定合理的加热制度，保证钢坯加热均匀。严格控制预热段、加热段、均热段三段的温度，确保出炉钢坯经高压水除磷后开轧温度控制在970±10℃；3)通过控制冷却水箱的工艺参数，将预精轧入口温度控制在900～910℃，精轧入口温度控制在：860～870℃，吐丝温度根据规格的不同控制在：900～930℃；4)确定合适的控冷工艺，在轧制低碳低硅钢盘条时采用延迟冷却工艺；5)严格执行轧制工艺，减少轧制缺陷，保证设备运行完好，轧前对活套、轧辊、吐丝管等进行认真检查，以减少钢材在轧制过程中出现擦伤、压痕等缺陷。还有发表于2007年10月《南方冶金》上的《控轧控冷工艺在SWRCH08A生产中的应用》，其公开了对冷镦盘条钢的控轧控冷工艺，即：1)加热温度：1050～1150℃。2)入粗轧温度：1030±15℃，出粗轧温度：960±15℃。3)入精轧温度：930±15℃。4)入减定径机温度：890±15℃。5)吐丝温度：920±15℃。6)斯太尔摩参数：保温罩：2～16号关闭，风机：全关，辊速：0.35～0.60m/s。
经分析，文献[1]和文献[2]中所存在的不足均为：吐丝温度过高，其不利于减少氧化铁皮；文献[2]中采用的辊速过高，不利于钢的充分相变，铁素体的充分长大，使钢的拉拔和冷镦性能降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种低的吐丝温度即880～900℃，低的冷却速度即0.7～1.1℃/秒，氧化铁皮的产生量少、使钢的拉拔和冷镦性能较高的一种含铝低碳冷镦盘条钢及其生产方法。
实现上述目的的技术措施：
一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.04～0.08、Si：0.01～0.05、Mn：0.35～0.55、P：≤0.03、S：≤0.035、Als：0.02～0.06，其余为Fe及不可避免的杂质。
生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将连铸坯加热至950～1040℃，截面温差≤30℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在900～1000℃，终轧温度控制在950～990℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在880～900℃；
4)吐丝后冷却至615～680℃，其冷却速度控制在0.7～1.1℃/秒。
其在于：轧制终轧温度控制在960～980℃
其在于：冷至630～650℃。
本发明中各化学元素的机理及作用
碳：碳是决定碳钢在冷却后的组织和性能的主要元素，碳在钢中的主要作用有：一是形成珠光体，碳在珠光体中以FeC的形式存在，钢冷却后显微组织的影响表现为随着含碳量增加，铁素体量减少，珠光体量增加，即钢的强度增加；二是起到固溶强化的作用，即碳以间隙固溶于铁的晶格中。因此，碳在钢中的作用主要是保证钢的强度。
锰：锰对钢的力学性能有良好的作用，它以置换方式固溶于钢中起强化作用；锰进入渗碳体代替部分铁原子，形成MnC，因此锰的增加还能提高钢中珠光体的相对量，。
锰还作为脱氧除硫的元素加入钢中，锰可以提高硅和铝的脱氧效果，同硫结合形成硫化锰，从而在相当大的程度上消除硫在钢中的有害影响。同时锰含量的增加，扩大了奥氏体相区，使A3点和A1点降低，有利于该钢在成品前进行调质处理。但该钢在加工过程中并不进行热处理，因此，锰应低一点，锰的范围选为0.25-0.55％，以保证钢的强度及消除硫的有害影响。
硅：硅是作为脱氧元素加入钢中，硅能增大钢液的流动性，对钢的顺利浇铸有利。但硅溶于铁素体中，提高了钢的抗拉强度，钢中每增加0.1％Si，抗拉强度提高7.8-8.8MPa，屈服点提高3.9-4.9MPa，延伸率下降约0.5％，因此，为了减小冷加工过程中的加工硬化，提高钢的冷加工性能，把Si控制0.01～0.05。
硫：硫是有害元素。它主要来自于生铁原料、炼钢时加入的矿石和燃料燃烧产生的二氧化硫中。硫的最大危害在热加工时开裂，产生热脆。钢中硫含量高，硫化物夹杂的含量增高，钢的塑性和韧性降低，硫对钢力学性能影响，不仅和钢的含硫量有关，而且还和形成的硫化物夹杂的大小、形态和分布有关，因此，硫的含量控制在≤0.035％。
磷：磷是有害杂质元素，来源于矿石和生铁等炼钢原料，磷能提高钢的强度，但使塑性、韧性降低，使钢的脆性转变温度急剧升高，即提高钢的冷脆性(低温变脆)。因此磷含量控制在≤0.030％。
铝：铝作为脱氧元素加入钢中，加入钢液中的铝部分与氧结合形成Al2O3的各种夹杂物上浮到渣中，起到脱氧作用，其余部分溶入固态铁中，在加热和冷却时，形成弥散的Als(AlN和Al)，阻止奥氏体晶粒长大，起到细化奥氏体晶粒的作用，钢中的Als应为0.02％-0.06％为好。
本发明的机械性能、显微组织、表面质量、冷镦性能都达到用户要求。
具体实施方式
下面进行详细描述：
实施例1
一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.04、Si：0.01、Mn：0.35、P：0.03、S：0.035、Als：0.02，其余为Fe及不可避免的杂质。
生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将连铸坯加热至950℃，截面温差30℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在900℃，终轧温度控制在950℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在880℃；
4)吐丝后冷却至615℃，其冷却速度控制在0.7℃/秒。
实施例2
一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.051、Si：0.02、Mn：0.40、P：0.025、S：0.032、Als：0.028，其余为Fe及不可避免的杂质。
生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将连铸坯加热至980℃，截面温差28℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在930℃，终轧温度控制在960℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在886℃；
4)吐丝后冷却至630℃，其冷却速度控制在0.8℃/秒。
实施例3
一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.060、Si：0.032、Mn：0.45、P：0.020、S：0.028、Als：0.035，其余为Fe及不可避免的杂质。
生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将连铸坯加热至1000℃，截面温差20℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在950℃，终轧温度控制在970℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在890℃；
4)吐丝后冷却至650℃，其冷却速度控制在0.9℃/秒。
实施例4
一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.072、Si：0.04、Mn：0.50、P：0.0015、S：0.020、Als：0.045，其余为Fe及不可避免的杂质。
生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将连铸坯加热至1020℃，截面温差15℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在980℃，终轧温度控制在980℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在895℃；
4)吐丝后冷却至650℃，其冷却速度控制在1.0℃/秒。
实施例5
一种含铝低碳冷镦盘条钢，其化学组分及重量百分比为：C：0.08、Si：0.05、Mn：0.55、P：0.001、S：0.002、Als：0.06，其余为Fe及不可避免的杂质。
生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将连铸坯加热至1040℃，截面温差10℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在1000℃，终轧温度控制在990℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在900℃；
4)吐丝后冷却至680℃，其冷却速度控制在1.1℃/秒。
试验后的机械性能技术要求与实物机械性能比较见表1
表1机械性能技术要求与实物机械性能比较
Claims (3)
1.生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其步骤：
1)将化学组分及重量百分比为：C：0.04～0.08、Si：0.01～0.05、Mn：0.35～0.55、P：≤0.03、S：≤0.035、Als：0.02～0.06，其余为Fe及不可避免的杂质的连铸坯加热至950～1040℃，截面温差≤30℃；
2)进行轧制：其开轧温度控制在900～1000℃，终轧温度控制在950～990℃；
3)水冷后吐丝，其吐丝温度控制在880～900℃；
4)吐丝后冷却至615～680℃，其冷却速度控制在0.7～1.1℃/秒。
2.如权利要求1所述的生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其特征在于：轧制终轧温度控制在960～980℃
3.如权利要求1所述的生产一种含铝低碳冷镦盘条钢的方法，其特征在于：冷至630～650℃。
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