CN103210098A - 高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种即使省略热轧之后的一部分工艺，也能够满足最终产品的品质的后工艺省略型高碳热轧钢板及其制造方法。本发明在一实施例中提供一种高碳热轧钢板的制造方法，其包括：i)准备高碳钢材的步骤，所述钢材以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1%～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质；ii)再加热所述钢材后，在热轧的终点温度为Ar3变相温度以上的奥氏体区域，实施热轧而制造钢板的步骤；iii)相变开始之前，以520℃～620℃在水冷却台（ROT;Run-Out Table）迅速冷却所述钢板的步骤；iv)均匀地维持冷却维持温度，从而使得所述冷却后的钢板在所述冷却温度中的任一温度产生相变的步骤；和v)在所述冷却维持温度卷取所述钢板的步骤。

Description

高碳热轧钢板、高碳冷轧钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高碳钢板及其制造方法，更详细地讲，涉及一种即使省略热轧之后的一部分工艺，也能够满足最终产品的品质的后工艺省略型高碳热轧钢板及其制造方法。
背景技术
高碳钢板是指含有0.3重量%以上的碳，其结晶组织具有珠光体（pearlite）结晶相的钢板（steel）。
高碳钢板经过最终工艺之后，就会具有高强度和高硬度。由于这种高碳钢板具有高硬度和高强度，所以被用作要求高强度和高硬度的工具钢、弹簧钢或者机械结构用钢。
以下描述生产弹簧用高碳钢的方法。
弹簧用高碳钢的制造过程如下：首先制造高碳钢材，然后进行热轧、酸洗和球状化退火。继续反复第一次冷轧、热处理和酸洗，然后经第二次冷轧生产弹簧用高碳钢。
其中，热轧之后酸洗原因是，为了除去热轧制造的初期材料上不可避免形成的氧化层。而且，进行实施球状化退火的原因是，为了均质化由热轧引起的材料组织的不均匀之处，并且是为了降低材料的强度，使得可以进行第一次冷轧。
并且，为使第二次冷轧的压下率（reduction ratio）调整到最佳，预先实施第一次冷轧。而且第一次冷轧之后进行的热处理工艺作为决定最终产品的细微组织的步骤，在适当的热处理条件下进行，从而可达到所需品质。
热处理之后，重新酸洗以除去在钢材表面生成的附加氧化层，最终通过第二次冷轧制造具有所需厚度的最终产品。
然而，如上所述的弹簧用高碳钢的制造方法，因热轧之后还需进行各种工艺，所以由于各工艺费用和工艺之间的物流等，存在制造费用较高、制造时间较长的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种具有细微并均匀的细微珠光体组织，由此同时具有高强度和高硬度的优秀的高碳热轧钢板。
本发明提供一种在热轧工艺中形成细微的珠光体，从而能够省略后续热处理工艺的高碳热轧钢板的制造方法。
解决问题的方法
本发明一实施例提供一种高碳热轧钢板的制造方法，其包括：i)准备高碳钢材的步骤，所述钢材以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1%～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质；ii)再加热所述钢材后，在热轧的终点温度为Ar3变相温度以上的奥氏体区域，实施热轧而制造钢板的步骤；iii)相变开始之前，用520℃～620℃的温度，在水冷却台（ROT；Run-Out Table）迅速冷却所述钢板的步骤；iv)均匀地维持冷却维持温度的步骤，从而使得所述冷却后的钢板在所述冷却温度中的任一温度产生相变；v)在所述冷却维持温度卷取所述钢板的步骤。
这种高碳热轧钢板的制造方法的冷却步骤中，优选地，所述钢板冷却过程中的相变率为10%以下，优选地，所述钢板均匀地维持在所述冷却维持温度的±20℃范围。所述冷却维持温度的范围更优选为±5℃。
另外，优选地，卷取步骤中，所述钢板的相变分率在70%以上时进行卷取。
另外，优选地，维持冷却温度的步骤中，对通过所述水冷却台的钢板的上部进行空冷，而下部进行水冷。
并且在热轧步骤中，将所述钢板热轧成厚度为1.4mm～4.0mm。
另外，优选地，冷却步骤中所述钢板的冷却速度为50℃/sec～300℃/sec。
同时，优选地，维持冷却温度的步骤中，维持所述钢板5秒钟至60秒钟。
本发明另一实施例中提供一种高碳热轧钢板的制造方法，所述方法对被卷取的钢板，省略酸洗工艺、球状化退火工艺和第一次冷轧工艺中的至少一种工艺。
本发明另一实施例中提供一种高碳热轧钢板的制造方法，所述方法进一步包括以70%以上的压下率对所述被卷取的钢板进行冷轧，而省略热处理工艺的步骤。
本发明另一实施例中提供一种高碳热轧钢板，其以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1%～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质的钢材，其包括所述钢材的细微组织中层状碳化物间的层间间距为50nm～200nm的层状（Lamellar）结构的细微珠光体。
其中，优选地，这种细微珠光体相的层状碳化物间的层间间距具有±20nm以内的均匀大小。
优选地，这种细微珠光体相的平均集合体（Colony）大小为1μm～5μm。
另外，优选地，这种细微珠光体相的体积分率为70%以上，更优选地，所述细微珠光体相和贝式体相的体积分率之和为90%以上。
优选地，这种热轧钢板的维氏硬度为300HV～400HV。
本发明另一实施例提供一种对如上所述高碳热轧钢板进行了冷轧的高碳冷轧钢板。
发明效果
根据本发明一实施例的高碳热轧钢板的制造方法具有如下技术效果：通过上部空冷和下部水冷的弱冷模式，能够有效地控制高碳钢的热轧工艺的相变过程中产生的变相发热。
如此，具有通过有效地控制变相发热，在热轧步骤中能够制造细微珠光体的技术效果。
并且，可通过控制热轧工艺中的冷却模式来防止上部冷却引起的不良形状或者局部的过冷，从而能够提高产品的质量。
根据本发明一实施例制造的高碳热轧钢板，能够制造层间间距为50nm～200nm的细微珠光体，所以具有能够提供一种同时具有高强度和高硬度的优秀的高碳热轧钢板的技术效果。
本发明一实施例的高碳热轧钢板，能够制造层间间距为50nm～200nm的细微珠光体，所以具有在后续制造工艺中能够省略热处理工艺的技术效果。
另外，本发明具有热轧之后除了热处理工艺以外，还能够进一步省略后续的酸洗工艺和球状化退火工艺及第一次冷轧的技术效果。
如上所述，由于能够省略后续制造工艺，因此，在生产产品时能够降低后续工艺的费用，且能够缩短制造工艺时间。
同时，本发明还具有能够防止酸洗工艺及热处理工艺等中产生的环境污染的效果。
附图说明
图1是表示比较根据本发明一实施例的高碳热轧钢板的制造工艺和现有的制造工艺的比较工艺图。
图2是表示根据实施例及比较例制造的高碳热轧钢板的细微组织的显微镜组织照片，用于比较根据本发明温度的实施例及比较例的细微组织的区别。
图3是表示制造的高碳热轧钢板的细微珠光体组织的显微镜照片。
图4是表示根据本发明一实施例的冷却方法和根据该方法的钢板的温度变化及相分率变化的示意图。
图5是表示根据本发明比较例的冷却钢板的上部和下部而制造的热轧钢板的形状的照片。
图6是表示根据比较例制造的高碳热轧钢板的细微组织的显微镜组织照片，用于确认本发明的细微组织的均匀性。
具体实施方式
在此使用的专业术语只是为了描述特定实施例，不限定本发明。在此使用的单数形态，除了语句中明确表示与其相反的含义的情况，也包括复数形态。说明书中使用的“包括”的含义具体化特定特性、领域、整数、步骤、动作、要素和/或成分，并不排除其它特定特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分和/或群的存在或者附加。
虽然没有另下定义，在此使用的包括技术术语及科学术语的所有术语与本发明所属技术领域中一般技术人员通常理解的含义相同。通常使用的词典里定义的术语具有与相关技术文献与现在所揭示的内容符合的含义，只要没有进一步解释、被定义，就不会被理解为非常正式的含义。
并且，本发明中对成分元素的化学组成的表示，只要没有特别的说明，均表示重量%。
下面，详细地描述本发明的实施例。这些实施例只是为举例说明本发明，本发明并不取决于这些实施例。
根据本发明一实施例的高碳热轧钢板，以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1%～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质。
下面，说明以这种方式对高碳热轧钢板的化学组成限定的理由。
首先，对碳（C）进行描述。碳（C）为决定高碳钢细微组织的分率的成分。若含碳(C)0.7%以下时，热轧工艺中生成铁素体组织或者珠光体的碳化物层变薄，就会成为组织的强度下降的原因。当含碳（C）超过0.9%时，热轧工艺中形成先共析渗碳体或者珠光体的碳化物层变得过厚，强度会变得过高，这样就会成为降低冷轧性或者最终产品的耐久性变低的原因。因此，优选地，碳（C）含量为0.7%～0.9%。
其次，对硅（Si）进行描述。硅（Si）不仅起到脱氧剂的作用，而且起到提高强度的作用。虽然随着硅（Si）的含量增加而强度变高，但是热轧工艺中或者后续制造工艺中，在钢板表面将形成氧化铁皮，从而有可能降低产品的表面品质。因此，优选地，硅（Si）含量为0.5%以下。
下面，对锰（Mn）进行描述。锰（Mn）提高硬化性、强度，与硫磺（S）结合生成MnS，从而能够抑制硫磺（S）带来的裂缝。因此，为形成MnS，有必要包含0.1%以上的锰（Mn）。但是包含1.5%以上的过多的锰（Mn）时，将会成为韧性降低或者相变延迟过长的原因。因此，优选地，锰（Mn）含量为0.1%～1.5%。
下面，对铬（Cr）进行描述。铬起到提高强度、抑制脱碳、提高硬化性的作用。但是铬（Cr）含量超过0.5%以上时，将会成为硬化性过高的原因。因此，优选地，铬（Cr）含量为0.5%以下。
下面，对磷（P）进行描述。当磷（P）的含量超过0.05%时，偏析为晶界，将会成为降低韧性的原因。因此，优选地，将磷（P）的含量控制在0.05%以下。
下面，对硫磺（S）进行描述。当硫磺（S）的含量超过0.03%时，在制造工艺中被析出而将会成为使钢脆化的原因。因此，优选地，将硫磺（S）的含量控制为0.03%以下。
根据本发明一实施例的高碳热轧钢板含有除了以上的成分之外，余量是铁（Fe）,且包含其它不可避免的杂质。
下面，对上述高碳热轧钢板的制造方法进行描述。
首先，制造以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质的高碳钢材（例如平板形态）。
其次，再加热已制造的钢材后，实施热轧。优选地，在热轧的终点温度为Ar3变相温度以上的奥氏体区域，实施热轧。以这种方式设置热轧的终点温度的原因如下。
这是因为若在热轧的终点温度为Ar3变相温度以下进行热轧，将会形成先共析铁素体或者先共析渗碳体，这将成为降低最终组织的强度或者耐久性的原因。
在这种条件下热轧所述钢材，从而制造厚度为1.4mm以上、4.0mm以下的薄板。以这种方式限定热轧钢板的厚度的原因是，若薄板的厚度超过4.0mm，则在后续冷却步骤及温度维持步骤中无法确保充分的冷却量，卷取之前无法确保相变率，并且，在温度维持步骤中冷却下部时，厚度方向的温度偏差变大，不能获得均匀的组织。另外，若热轧钢板的厚度小于1.4mm，则热轧负荷变大，不仅热轧做不到位，热轧之后制造最终产品时，通过冷轧的厚度减少量变小，从而冷加工量会减少，因此最终产品的强度变低。
接下来，优选地，通过可控冷却，在开始相变之前，在水冷却台（ROT：Run-Out Table）迅速冷却所述薄板至520℃以上、620℃以下。优选地，此时的冷却速度为50℃/sec～300℃/sec。使用这种温度范围冷却薄板的原因如下。
若薄板的冷却温度低于520℃，则其大量变相为贝氏体，而不是变相为细微珠光体（参照图2的比较例1-1），这会成为降低最终产品的耐久性的原因。当冷却温度超过620℃时，形成粗大珠光体（参照图2的比较例1-2或者比较例1-3），从而层状碳化物间的层间间距变大，会成为降低强度的原因。
并且，这种冷却步骤中，应控制冷却过程中的相变不超过10%。这是因为冷却步骤中的相变是在高于温度维持步骤的温度下发生，因此，不能获得均匀的细微珠光体组织。
接下来，优选地，冷却后的所述薄板均匀地维持在冷却温度范围中任一温度的±20℃范围，更优选地，均匀地维持在±5℃范围。例如，通过冷却，薄板若被冷却至冷却温度范围520℃～620℃的580℃，优选地，薄板的温度维持在所述温度的±20℃，也就是560℃～600℃范围。
就高碳钢而言，因钢中含有很多碳，相变过程中变相发热会引起钢材的温度上升。如此，钢板若在相变过程中发生变相发热，空冷过程中反而发生钢板的温度上升的现象，而不能获得均匀的组织。
因此，为了防止变相发热引起的温度上升，且均匀地维持钢板的温度，需要对钢板进行水冷。但是，如果对热轧装置中快速移动的钢板的上、下部均进行水冷，这样不仅难以控制温度，有时，冷却速度会变快，温度反而下降，由此使得组织不均匀。因此，为了防止钢板的温度变得不均匀，优选地，移动中的钢板的上部以空冷进行冷却，下部以水冷进行冷却。
对如此冷却后的钢板的上部进行空冷、下部进行水冷，从而抑制钢板随变相发热的温度上升，由此稳定地维持钢板温度，并实现产生均匀相变的温度维持步骤。
若以这样的方法进行冷却控制，仅冷却相当于变相发热的温度上升部分，所以能够将温度维持在±20℃范围。如此，均匀地维持相变过程中的钢板的温度，可以使钢板的组织相变为均匀的细微珠光体组织。
并且，可以通过空冷钢板的上部，防止根据水冷的宽度方向的温度偏差及滞留水导致的局部过冷等。由此可减少钢板的材质偏差。并且，通过上部冷却产生的宽度方向温度偏差及滞留水导致热轧钢板的形状不良。作为形状不良的一例，图5示出同时冷却了上部和下部而热轧钢板像水波的弯曲形状。形状如此不良时，会降低后续工艺的工作性或者产品的品质。因此，通过下部冷却的控制，最终能够提高利用热轧钢板制造的钢产品的质量。
如上所述，以规定的温度维持所述薄板，当相变结束后，在卷取机中将所述钢板卷取成卷筒状。此时，优选地，卷取温度为钢板的冷却维持温度时立即进行卷取。
而且，在钢板的卷取时刻，钢板的相变分率应达到70%以上。此时，若相变分率低于70%，卷取之后会发生相变并引起变相发热，相变温度则持续升高，所以不能获得均匀的细微珠光体组织。并且，温度上升和相变成为卷取形状变差的原因。如此，为了使钢板的相变分率达到70%以上，优选地，将钢板的冷却温度维持时间控制到5秒钟以上、60秒钟以下。
根据如上所述的工艺所制造的热轧钢板可以省略全部后续工艺、或者选择性省略后续工艺中的其中某一工艺。可省略的后续工艺为热轧以后的酸洗工艺、球状化退火工艺、第一次冷轧和热处理工艺。
因此，对根据本发明一实施例的高碳钢制造方法而言，优选地，对根据以上工艺制造的热轧钢板省略热处理工艺而直接实施最终冷轧。
此时，优选地，以70%以上的压下率进行钢板的冷轧。冷轧根据最终产品的要求来调整压下率，从而调整产品的厚度，且能够确保最佳的强度和耐久性。
现有的热轧工艺中是无法得到均匀的细微珠光体组织的，所以必须通过进行后工艺的高费用热处理工艺来制造均匀的细微珠光体组织。然而根据本发明一实施例的高碳钢制造方法，由于能够在热轧工艺步骤形成均匀的细微珠光体组织，因此可以省略后续工艺及用于形成细微珠光体组织的热处理工艺。
如此制造的冷轧钢板，通过成型加工工艺来加工成所需的产品之后，通过应变时效制造为最终产品。下面，对于通过以上工艺制造的后工艺省略型高碳热轧钢板的组织进行描述。
后工艺省略型高碳热轧钢板的组织形成为细微珠光体组织，所述细微珠光体组织包括层状碳化物间的层间间距为50nm至200nm的层状（Lamellar）结构。此时，若层状碳化物的间距超过200nm，碳化物之间的软质层变宽，导致强度下降。并且，层状碳化物间距若小于50nm，这会成为强度变得过高，耐久性变低的原因。
这种细微珠光体的层状碳化物间距的偏差相对于平均大小优选具有±20nm以内的均匀大小。形成于热轧钢板的细微组织，由于不进行后续热处理工艺而直接使用于最终产品，所以应均匀控制所述细微组织。此时，与平均大小相比，若层状碳化物的间距超过±20nm，则细微组织的均匀性降低而不能满足最终产品的耐久性，会成为产品的不良率变高的原因。
而且，优选地，细微珠光体的平均集合体（Colony）大小（粒径）为1μm～5μm。此时，若集合体大小小于1μm，会降低疲劳裂纹延迟效果，若超过5μm，变相速度变慢，无法确保卷取之前的相变分率。
图3显示对这种细微珠光体的集合体及层状碳化物的间距的说明。
优选地，后工艺省略型高碳热轧钢板的细微组织中，这种细微珠光体相的体积分率占70%以上，总体上，细微珠光体相和贝氏体相之和为90%以上。
细微组织中，细微珠光体起到提高强度和耐久性的作用，因此，优选地，这种细微珠光体相的体积分率为70%以上，而贝氏体相起到维持强度的作用，因此，优选地，与细微珠光体相之和为90%以上。
并且，优选地，后工艺省略型高碳热轧钢板的细微组织中，降低强度的铁素体相和降低耐久性的马氏体组织不超过10%。
优选地，这种后工艺省略型高碳热轧钢板的维氏硬度为300HV至400HV。具有这种硬度范围的热轧钢板可确保为达到冷轧以后最终产品的强度所必要的初期强度值。
下面，通过实验例进一步详细描述本发明。这种实验例只是为了举例说明本发明而已，本发明并不局限于此。
<实验例>
为了调查后工艺省略型高碳热轧钢板的细微组织和硬度，准备了具有如下表1的组成的高碳钢。
[表1]
分类 C(wt%) Si(wt%) Mn(wt%) Cr(wt%) P(wt%) S(wt%)
实施例1 0.83 0.18 0.417 0.1 0.0176 0.004
比较例2 0.57 0.19 0.501 0.1 0.0165 0.004
比较例3 1.04 0.18 0.496 0.1 0.0170 0.004
制造具有表1的组成的平板之后，在1170℃的温度条件下再加热该平板并对其进行热轧，以制造薄板。
比较例与实施例中使进行热轧的热轧钢板的厚度均成为2.01mm。
如上所述，在水冷却台快速冷却热轧结束的薄板，以表2的条件进行冷却后，将冷却维持温度控制为各冷却温度的±5℃范围并均匀地维持该温度，然后在各冷却温度上直接卷取薄板。
如上所述，对改变了变相温度制造的各薄板，测定了各细微组织和硬度，下表2显示了其结果。在此，表1的实施例1相当于表2中的比较例1-1至比较例1-4和实施例1-1至实施例1-3，表1中的比较例2和比较例3为分别相当于表2中的比较例2-1和比较例3-1的样本。
[表2]
Figure BDA00003193510100101
图2为显示根据比较例1-1至比较例1-3、实施例1-1和实施例1-3制造的薄板的各细微组织的显微镜照片。图3是表示根据实施例1-2制造的薄板的细微组织的显微镜照片。
由图2和图3可知，比较例1-1的变相温度低至500℃，显示出贝氏体相；比较例1-2和比较例1-3的变相温度高达650℃和700℃，显示出粗大的珠光体相。然而，与此相反，实施例1-1、实施例1-2实施例1-3的情形显示出均匀的细微珠光体相。
如表2所示，除了显示贝氏体相的比较例1-1以外，显示出珠光体中层状碳化物间的层间间距随着温度的增加而增加的趋势。尤其，比较例1-3中，由于700℃的高变相温度，层间间距为346nm，显示出非常大的值。
并且，由表2可知，维氏硬度值与变相温度成反比关系。变相温度低达500℃的比较例1-1的情形，显示出非常高的硬度值，这会成为冷轧后最终产品的强度非常高，而耐久性变低的因素。
一方面，比较例1-4的变相温度没有稳定地维持，被控制在600℃～680℃之间，因此细微组织的层间间距不均匀（图6），硬度也不均匀。因在硬度低的部分变形和应力集中的现象，这种不均匀的组织将会成为降低最终产品的耐久性的原因。
另外，比较例2-1和比较例3-1碳含量分别为0.57%和1.04%，由于显示出略低或者较高的碳含量，当在变相温度580℃上生产时，显示出层间间距和硬度超出基准值的结果。在碳含量低的比较例2-1的情形，显示出碳化物的层间间距较宽且较低的硬度值，在碳含量高的比较例3-1的情形，显示出碳化物的层间间距较窄且较高的硬度值。
图4是表示参照实施例1-2冷却热轧后的薄板的方法和根据该方法的钢板的温度变化及相分率变化的示意图。
图4中附图标记1表示用于表示水冷却台的冷却状态的控制板。该控制板（1）中，左侧的辊图（FDT）显示终热轧辊，右侧的辊图（CT）显示卷取辊。图4中附图标记4表示水冷却台的前半部，并表示在水冷却台使终热轧后的薄板快速冷却的冷却步骤。图4的附图标记5表示水冷却台的后半部，表示将冷却后的薄板维持在被冷却温度状态的温度维持步骤。
图4中，在冷却步骤（4）和温度维持步骤（5）中的水冷却台，从左侧到右侧设置有以L1至F16命名的冷却水喷射集管（spray headers）。这些各冷却水喷射集管由多个冷却水喷嘴构成，根据需要来控制冷却水喷嘴的数量和喷射集管的数量，以控制冷却水喷射量。图4中L1至F16的正下面及控制板（1）的最下部表示的数字（0或者1、2、4）分别表示在各喷射集管中运作着的喷嘴的数。
本实验例的冷却步骤（4）中，使喷射集管运作而在通过辊之间的薄板（连接终热轧辊和卷取辊中心的线）的上部和下部同时喷射冷却水，在温度维持步骤（5）中，设置于薄板上部的冷却水喷射集管不运作，而只有设置于薄板下部的冷却水集管运作，从而仅冷却薄板的下部。这种水冷却台的操作情况，在比较例1-1至比较例1-3和实施例1-1至实施例1-3均相同。
下面对图4中附图标记2进行描述。图4的附图标记2显示根据实施例1-2的高碳薄板在水冷却台的温度变化及通过时间。实施例1-2的薄板在水冷却台的冷却步骤（4）中从880℃开始冷却，直到580℃停止冷却，然后在温度维持步骤（5）中，持续维持（6）580℃±3℃。
如此，图4的附图标记3显示根据实施例1-2的高碳薄板通过水冷却台时显示的根据薄板通过时间的相变化率。图4的附图标记7显示卷取时刻的相变分率。
图3显示以如图4所示的实验条件制造的实施例1-2的薄板的显微镜组织照片。
如图3所示，根据实施例1-2制造的薄板，其细微组织为细微的珠光体，其为细微组织的层状碳化物间的层间间距为123nm左右的层状（Lamellar）结构，细微珠光体的平均集合体（Colony）大小为约2μm。
下面，在制造好的薄板中选择比较例1-1和实施例1-3，并实施了冷轧。
为实施冷轧，对先制造好的热轧钢板实施酸洗，除去了表面氧化层。之后以88.5%压下率对该热轧钢板进行冷轧，以制造0.23mm厚度的冷轧钢板。
在该条件下进行冷轧的结果，根据比较例1-1制造的热轧钢板在冷轧过程中从侧面产生裂缝，所以持续发生钢板本身被折断的问题，规定压下率以上时，强度过大，无法进一步冷轧。
然而，根据实施例1-3的条件制造的热轧钢板，在以上的冷轧条件下，制造了品质均匀的冷轧钢板。
因此，对于根据实施例1-3制造的冷轧钢板，用弹簧进行了成型加工。以这种方式加工的产品经应变时效制造为弹簧用高碳钢。
对以这种方式制造的弹簧用高碳钢实施了最终产品测试，其结果，抗拉强度为2205MPa，且耐久性发挥了12万次以上。
因此，根据本发明实施例实施热轧及冷轧后，以弹簧用钢制造时，能够确保最终弹簧用钢的要求基准，即抗拉强度2200MPa以上和耐久性12万次以上。
如上所述，通过热轧形成均匀的细微珠光体组织时，即使省略热处理等后续制造工艺，也能够获得具有所需的品质的最终产品。
如上所述，根据前面记载内容已经描述了本发明一实施例，然而，只要不超出权利要求书的概念和范围，本发明所属技术领域的技术人员可以容易理解到本发明可进行多种修改及变形。

Claims (20)

1.一种高碳热轧钢板的制造方法，包括：
准备高碳钢材的步骤，所述钢材以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1%～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质；
再加热所述钢材后，在热轧的终点温度为Ar3变相温度以上的奥氏体区域，实施热轧而制造钢板的步骤；
相变开始之前，用520℃～620℃的温度，在水冷却台迅速冷却所述钢板的步骤；
均匀地维持冷却维持温度，从而使得所述冷却后的钢板在所述冷却温度中的任一温度产生相变的步骤；
在所述冷却维持温度卷取所述钢板的步骤。
2.根据权利要求1所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述冷却步骤中，所述钢板冷却过程中的相变率为10%以下。
3.根据权利要求2所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述冷却维持温度中，所述钢板均匀地维持在所述冷却维持温度的±20℃范围。
4.根据权利要求2所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述冷却维持温度中，所述钢板均匀地维持在所述冷却维持温度的±5℃范围。
5.根据权利要求3所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述卷取步骤中，所述钢板的相变分率在70%以上时进行卷取。
6.根据权利要求5所述的高碳热轧钢板的制造方法，维持所述冷却温度的步骤中，对通过所述水冷却台的钢板的上部进行空冷，而下部进行水冷。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述热轧步骤中，将所述钢板热轧成厚度为1.4mm～4.0mm。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述冷却步骤中，所述钢板的冷却速度为50℃/sec～300℃/sec。
9.根据权利要求1-6中的任一项所述的高碳热轧钢板的制造方法，维持所述冷却温度的步骤中，维持所述钢板5秒钟至60秒钟。
10.根据权利要求1-6中的任一项所述的高碳热轧钢板的制造方法，所述被卷取的钢板省略酸洗工艺、球状化退火工艺以及第一次冷轧工艺中的至少一种工艺。
11.根据权利要求1-6中的任一项所述的高碳热轧钢板的制造方法，其进一步包括以70%以上的压下率对所述被卷取的钢板进行冷轧，而省略热处理工艺的步骤。
12.根据权利要求7所述的高碳热轧钢板的制造方法，其进一步包括以70%以上的压下率对所述被卷取的钢板进行冷轧，而省略热处理工艺的步骤。
13.一种高碳热轧钢板，作为以重量%计包含C:0.7%～0.9%、Si:0.5%以下、Mn:0.1%～1.5%、Cr:0.5%以下、P:0.05%以下、S:0.03%以下，并包括余量的Fe及其它不可避免的杂质的钢材，其包括所述钢材的微细组织中层状碳化物间的层间间距为50nm～200nm的层状结构的细微珠光体。
14.根据权利要求13所述的高碳热轧钢板，所述细微珠光体相的层状碳化物间的层间间距具有±20nm以内的均匀大小。
15.根据权利要求13所述的高碳热轧钢板，所述细微珠光体相的平均集合体大小（粒径）为1μm～5μm。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的高碳热轧钢板，所述细微珠光体相的体积分率为70%以上。
17.根据权利要求16所述的高碳热轧钢板，所述细微珠光体相和贝式体相的体积分率之和为90%以上。
18.根据权利要求13至15和17中任一项所述的高碳热轧钢板，所述热轧钢板的维氏硬度为300HV～400HV。
19.一种高碳冷轧钢板，其对权利要求13-15和17中任一项所述的热轧钢板进行冷轧而制成。
20.一种高碳冷轧和热轧钢板，其通过权利要求12所述的制造方法而制成。
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