CN102417959A - 一种免退火处理热轧s50c板带的生产方法 - Google Patents

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梁精龙
张润东
宋卓斐
赵丹
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Abstract

本发明涉及一种免退火处理热轧S50C板带的生产方法,属热轧板带技术领域。技术方案是:粗轧采用奥氏体轧制,精轧采用形变诱导铁素体轧制和温轧相结合的工艺,粗轧区温度控制在960~1150℃,累计压下率大于50%,粗轧出来的中间坯经水冷进入精轧机组,精轧机的开轧温度为760~850℃,精轧机的终轧温度为650~750℃,累计压下率大于50%,轧后冷却速度控制在0.1~25℃/s,卷取温度控制在550~700℃。通过粗轧的奥氏体轧制,细化奥氏体晶粒,精轧的形变诱导铁素体轧制和温轧,使铁素体超量析出,碳化物在变形过程中改性,提高钢的塑性和韧性,达到免退火直接成型的目的,省去了冷成型前的球化退火工序。

Description

一种免退火处理热轧S50C板带的生产方法
技术领域
[0001] 本发明型涉及一种免退火处理热轧S50C板带的生产方法,属热轧板带技术领域。 背景技术
[0002] S50C热轧板带通常采用冷成型法来制造圆盘剪、弹簧等机械零部件,其碳含量通常为0. 47%〜0. 53%。按照常规轧制工艺技术生产的热轧圆盘剪用钢S50C,其微观组织中的珠光体呈片层状,因而在冷成型前需要进行耗时、耗能的球化退火处理,才能使钢中的碳化物形态由片状改变为球状。背景技术的球化退火处理不仅工艺复杂,生产周期长,消耗大量的能源,而且热处理容易造成废品,增加金属消耗,并污染环境,生产效率低、生产成本高,因此,S50C钢碳化物在线球化已成为目前急需解决的问题。
发明内容
[0003] 本发明目的是提供一种免球化退火处理S50C热轧板带的生产方法,在热轧板带生产过程中,在线使S50C钢中的碳化物直接球化并获得软化;用这种热轧在线软化的免球化退火S50C热轧板带制作圆盘剪等机械零部件,可以省去冷成型前的球化退火工序,节约能源,减少环境污染,降低生产制作成本,解决背景技术存在的上述问题。
[0004] 本发明技术方案是:
一种免球化退火处理S50C热轧板带的生产方法,采用薄板坯连铸连轧生产线进行生产,包括炼铁工序、炼钢工序和轧制工序,在轧钢工序中,粗轧阶段采用奥氏体再结晶轧制, 精轧阶段,采用形变诱导铁素体轧制(DIFT)和温轧变形相结合的工艺;形变诱导铁素体相变(DIFT)是动态相变,是由形变产生储存能提高相变驱动力诱导的相变;相变主要发生在变形中,这与背景技术中钢的轧制采用的TMCP相变不同,后者主要发生在轧后冷却中;首先通过形变诱导铁素体轧制获取铁素体加短棒状或颗粒状碳化物,然后直接进行温轧,使碳化物在温轧变形过程中发生弯折、溶解直至球化并重新分布,从而实现碳化物在线直接球化,使最终S50C热轧板带组织为铁素体加碳化物颗粒;其特别之处是:通过粗轧的奥氏体再结晶轧制,细化铸态奥氏体晶粒,精轧的形变诱导铁素体轧制和温轧,使铁素体超量析出,碳化物在变形过程中球化,使热轧板的成品组织为铁素体加粒状珠光体组织。
[0005] 为保证粗轧过程中奥氏体发生完全再结晶,粗轧终止温度在960°C以上,低于该温度奥氏体将不能发生完全再结晶,使最终成品板产生混晶组织,造成钢的韧性降低;粗轧区温度控制在960〜1150°C ;粗轧出来的中间坯经水冷进入精轧机组,在精轧机组进行形变诱导铁素体轧制和温轧,形变诱导铁素体轧制的温度控制在760〜850°C,累计压下率大于 50%,其主要是为了诱导铁素体在变形过程中析出,然后再通过水冷,使轧件的温度降低到 650〜750°C进行温轧,温轧阶段单道次压下量大于15%,温轧就是为了使碳化物改性;温轧完成后,通过控制层流冷却的冷速,使轧件温度冷却到550〜700°C进行卷取,其后自然冷却到室温。
[0006] 按照本发明的加工方法生产的S50C热轧板带,其最终热轧板的成品组织为铁素
3体加颗粒状碳化物。在整个板带生产过程中不需要进行保温相变阶段。由于钢的组织中铁素体的比例增加,碳化物由片层状变成颗粒状,使钢的塑性和韧性得以提高,达到可以免球化退火直接成形的目的。
[0007] 本发明所说的轧制工序的工艺参数控制如下:铸坯在加热炉中加热到1050〜 1150°C后,进行粗轧和精轧,粗轧出来的中间坯经水冷进入精轧机组,在精轧机组进行形变诱导铁素体轧制和温轧,轧后冷却速度控制在0. 1〜25°C /s。
[0008] 本发明的积极效果:针对热变形过程,采用形变诱导铁素体轧制和温轧变形相结合的方法,通过形变与相变的耦合,合理控制轧制工艺参数,诱发铁素体在变形过程中超量析出,碳化物在变形过程中改性,最终得到铁素体加颗粒状珠光体组织。性能检测表明,按照本发明工艺参数生产的S50C热轧板带,塑性和韧性大大提高,均优于现有产品,且冷成型前不需要进行球化退火处理,不会因未进行球化退火而开裂。
具体实施方式
[0009] 以下通过实施例对本发明作进一步说明
本发明生产方法的特点体现在轧钢工艺,其碳化物在线直接球化是通过粗轧的奥氏体再结晶轧制,精轧的形变诱导铁素体轧制和温轧进行的。但碳化物在线直接球化的主要手段是精轧的形变诱导铁素体轧制和温轧相结合的加工方法实现的。其机理是通过粗轧阶段奥氏体的再结晶首先对高温奥氏体晶粒进行细化;然后通过精轧的临界奥氏体区大形变量轧制,形变诱导出超细的铁素体晶粒。由于在应力的作用下,奥氏体向铁素体转变的温度升高,所以铁素体的转变量增加。而未转变奥氏体的平均碳含量随铁素体的不断析出而增加, 但铁素体析出时扩散排除的碳的分布并不均勻,而是高度富集在细小的铁素体界面和未转变奥氏体的界面,在变形过程中,这些富碳区析出短棒状或颗粒状渗碳体,然后通过后续的温轧,使碳化物在温轧变形过程中发生弯折、溶解直至球化并重新分布,从而实现碳化物在线直接球化,使最终S50C热轧板带组织为铁素体加碳化物颗粒,从而达到提高钢的塑性和韧性,节约能源,减少环境污染,降低生产成本的目的。
[0010] 实施例一:产品规格为厚7. 9mm,宽1680mm的S50C热轧板卷。其化学成分按照重量百分比为:C :0. 47%,Si :0. 2%,Mn :0. 85%,P : 0. 012%, S :0. 006%,余量 i^e。主要生产工序:铁水预处理、冶炼、薄板坯连铸、连铸坯加热、粗轧、精轧、卷取。其中,薄板坯连铸工序:钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包,中间包的钢水温度为:1565°C,中间包的钢水通过扁形的浸入式水口注入结晶器,结晶器为长漏斗形结晶器;铸坯的拉速为4. 2m/ min,出结晶器的铸坯厚度为85mm。轧制工艺控制:铸坯入炉温度为900°C,板坯加热温度为1100°C,粗轧终止温度控制在1000°C,精轧入口温度控制在850°C,精轧终止温度控制在 7500C,精轧最后一道次压下量为20%。卷取温度控制在660°C。
[0011] 实施例二 :产品规格为厚6. Omm,宽1650mm的S50C热轧板卷。其化学成分按照重量百分比为:C :0. 50%,Si :0. 22%,Mn :0. 75%,P : 0. 013%, S :0. 007%,余量 Fe。主要生产工序:铁水预处理、冶炼、薄板坯连铸、连铸坯加热、粗轧、精轧、卷取。其中,薄板坯连铸工序:钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包,中间包的钢水温度为:1560°C,中间包的钢水通过扁形的浸入式水口注入结晶器,结晶器为长漏斗形结晶器;铸坯的拉速为4. Om/ min,出结晶器的铸坯厚度为85mm。轧制工艺控制:铸坯入炉温度为880°C,板坯加热温度为1120°C,粗轧终止温度控制在1020°C,精轧入口温度控制在830°C,精轧终止温度控制在 7000C,精轧最后一道次压下量为21%。卷取温度控制在660°C。
[0012] 实施例三:产品规格为厚5. 5mm,宽1650mm的S50C热轧板卷。其化学成分按照重量百分比为:C :0. 53%,Si :0. 30%,Mn :0. 65%,P : 0. 018%, S :0. 008%,余量!^e。主要生产工序:铁水预处理、冶炼、薄板坯连铸、连铸坯加热、粗轧、精轧、卷取。其中,薄板坯连铸工序:钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包,中间包的钢水温度为:1540°C,中间包的钢水通过扁形的浸入式水口注入结晶器,结晶器为长漏斗形结晶器;铸坯的拉速为4. 5m/ min,出结晶器的铸坯厚度为85mm。轧制工艺控制:铸坯入炉温度为950°C,板坯加热温度为1150°C,粗轧终止温度控制在1050°C,精轧入口温度控制在800°C,精轧终止温度控制在 680°C,精轧最后一道次压下量为18%。卷取温度控制在640°C。
[0013] 实施例四:产品规格为厚5. 5mm,宽1650mm的S50C热轧板卷。其化学成分按照重量百分比为:C :0. 51%,Si :0. 15%,Mn :0. 73%,P : 0. 015%, S :0. 005%,余量!^e。主要生产工序:铁水预处理、冶炼、薄板坯连铸、连铸坯加热、粗轧、精轧、卷取。其中,薄板坯连铸工序:钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包,中间包的钢水温度为:1520°C,中间包的钢水通过扁形的浸入式水口注入结晶器,结晶器为长漏斗形结晶器;铸坯的拉速为4. 3m/ min,出结晶器的铸坯厚度为90mm。轧制工艺控制:铸坯入炉温度为930°C,板坯加热温度为1120°C,粗轧终止温度控制在1040°C,精轧入口温度控制在830°C,精轧终止温度控制在 7300C,精轧最后一道次压下量为23%。卷取温度控制在690°C。
[0014] 实施例五:产品规格为厚7. Imm,宽1680mm的S50C热轧板卷。其化学成分按照重量百分比为:C :0. 50%,Si :0. 24%,Mn :0. 75%,P : 0. 013%, S :0. 007%,余量!^e。主要生产工序:铁水预处理、冶炼、薄板坯连铸、连铸坯加热、粗轧、精轧、卷取。其中,薄板坯连铸工序:钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包,中间包的钢水温度为:1550°C,中间包的钢水通过扁形的浸入式水口注入结晶器,结晶器为长漏斗形结晶器;铸坯的拉速为4. Im/ min,出结晶器的铸坯厚度为90mm。轧制工艺控制:铸坯入炉温度为920°C,板坯加热温度为1050°C,粗轧终止温度控制在960°C,精轧入口温度控制在760°C,精轧终止温度控制在 6500C,精轧最后一道次压下量为22%。卷取温度控制在550°C。

Claims (3)

1. 一种免退火处理热轧S50C板带的生产方法,采用薄板坯连铸连轧生产线进行生产, 包括炼铁工序、炼钢工序和轧制工序,在轧钢工序中,粗轧阶段采用奥氏体再结晶轧制,精轧阶段,采用形变诱导铁素体轧制(DIFT)和温轧变形相结合的工艺;其特征在于:通过粗轧的奥氏体再结晶轧制,细化铸态奥氏体晶粒,精轧的形变诱导铁素体轧制和温轧,使铁素体超量析出,碳化物在变形过程中球化,使热轧板的成品组织为铁素体加粒状珠光体组织。
2.根据权利要求1所述的一种免退火处理热轧S50C板带的生产方法,其特征在于: 粗轧终止温度在960°C以上,低于该温度奥氏体将不能发生完全再结晶,粗轧区温度控制在 960〜1150°C;粗轧出来的中间坯经水冷进入精轧机组,在精轧机组进行形变诱导铁素体轧制和温轧,形变诱导铁素体轧制的温度控制在760〜850°C,累计压下率大于50%,然后再通过水冷,使轧件的温度降低到650〜750°C进行温轧,温轧阶段单道次压下量大于15%,温轧就是为了使碳化物改性;温轧完成后,通过控制层流冷却的冷速,使轧件温度冷却到550〜 700°C进行卷取,其后自然冷却到室温。
3.根据权利要求1或2所述的一种免退火处理热轧S50C板带的生产方法,其特征在于:轧制工序的工艺参数控制如下:铸坯在加热炉中加热到1050〜1150°C后,进行粗轧和精轧,粗轧出来的中间坯经水冷进入精轧机组,在精轧机组进行形变诱导铁素体轧制和温轧,轧后冷却速度控制在0. 1〜250C /s。
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