CN103614628A

CN103614628A - 一种65MnTiB钢及其热轧钢板制造方法

Info

Publication number: CN103614628A
Application number: CN201310682394.9A
Authority: CN
Inventors: 刘阳春; 郭慧敏; 徐彬; 张云鹤; 刘国梁
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: CN103614628B

Abstract

本发明涉及一种65MnTiB钢，其化学成分按质量百分数计包括：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。还涉及一种65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，包括步骤：冶炼、精炼、板坯连铸、加热、高压水除鳞、板卷热轧、卷取和板卷缓冷。本发明解决了现有技术中65Mn钢淬透性较差、厚规格钢板淬火后硬度低、硬度值波动大、65Mn板坯缺陷敏感性高、化学元素偏析大、易产生裂纹和断裂、轧制后钢板强度偏高、残余应力较大和板形差的问题。

Description

一种65MnTiB钢及其热轧钢板制造方法

技术领域

本发明涉及特殊钢制造领域，具体涉及一种65MnTiB钢及其热轧钢板制造方法。

背景技术

65Mn钢的碳含量较高，具有价格低廉、切削性好等优点，用来制造工具、锯片、弹簧、高耐磨性零件以及各种深加工产品等，用途非常广泛。

65Mn钢产品包括中厚板、宽带钢、窄带钢、型钢、棒线材、钢丝和钢带等。

广州珠江钢铁有限责任公司提出了“一种生产65Mn热轧钢板的方法”（申请号201010019574.5）的专利，公开了一种生产65Mn热轧钢板的方法，该方法基于薄板坯连铸连轧流程，主要包括冶炼、精炼、薄板坯连铸、均热、高压水除鳞、热连轧、冷却、卷取步骤。钢水过热度T_过为30～45℃，铸坯入炉温度T_入为900～1050℃，终轧温度T_终为850～950℃，卷取温度T_卷为550～650℃，铸坯液芯压下L_压为2～20mm，单边脱碳层深度是钢板厚度的0.3～0.9%。精炼过程进行合金化处理后钢水的化学成分为：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。

但是目前65Mn钢及其热轧钢板现有生产技术还存在以下主要问题：（1）65Mn钢淬透性较差，65Mn钢板一般需要经过淬火+回火处理后使用，相关标准和用户一般规定65Mn钢淬火硬度在57HRC以上，而钢板厚则淬火困难，因此厚规格65Mn钢板存在淬火问题。特别是许多用户为了降低生产成本，往往使用冷却能力较弱的淬火介质，例如使用32号机油进行淬火处理，而厚度在8mm以上的65Mn钢板使用32号机油淬火后硬度仅有30～50HRC，均不能满足标准和用户要求。（2）65Mn钢碳含量较高，冶炼困难，其铸坯缺陷敏感性高，化学元素偏析大，易产生裂纹和断裂。（3）65Mn钢碳含量较高，轧制后强度很高，钢板残余应力较大，板形较差，不便于用户进行机械加工及冷加工。

发明内容

本发明提供一种65MnTiB钢及其热轧钢板制造方法，解决了现有技术中65Mn钢淬透性较差、厚规格钢板淬火后硬度低、硬度值波动大、65Mn板坯缺陷敏感性高、化学元素偏析大、易产生裂纹和断裂、轧制后钢板强度偏高、残余应力较大和板形差的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种65MnTiB钢，其化学成分按质量百分数计包括：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，包括如下步骤：冶炼、精炼、板坯连铸、加热、高压水除鳞、板卷热轧、卷取和板卷缓冷。

在上述技术方案中，所述精炼步骤所得钢水的化学成分为：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。

在上述技术方案中，所述板坯连铸步骤中钢水过热度T过为10～30℃，连铸拉速S拉为0.85～1.05m/min。

在上述技术方案中，优选地，所述板坯连铸步骤中钢水过热度T过为10～20℃，连铸拉速S拉为0.85～0.95m/min。

在上述技术方案中，所述板卷热轧步骤中，板坯加热温度T加为1200～1280℃，终轧温度T终为880～960℃，卷取温度T卷为680～760℃。

在上述技术方案中，优选地，所述板卷热轧步骤中，终轧温度T终为900～960℃，卷取温度T卷为700～760℃。

在上述技术方案中，所述板卷缓冷步骤中，板卷进入缓冷坑温度T入≥500℃，缓冷时间≥72h。

在上述技术方案中，所述65MnTiB钢的化学成分按质量百分数计包括：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明具有如下特点和有益效果：

（1）与65Mn钢相比，本发明所述的65MnTiB钢添加0.0005～0.0050%的硼元素，极大地提高了钢板的淬透性。

（2）采用低过热度浇注，控制较低的连铸拉速，避免铸坯表面和边部裂纹，保证铸坯质量。

（3）提高终轧温度和卷曲温度有利于降低65MnTiB钢热轧钢板的强度和硬度，提高塑性和韧性，便于进行冷加工和机械加工。

（4）提高热轧板卷进入缓冷坑的温度，确保热轧板卷的缓冷时间，能够有效地降低钢板残余应力，改善板形。

附图说明

图1为本发明实施例提供的65MnTiB钢热轧钢板的显微组织图，显微组织为珠光体和少量网状铁素体。

图2为本发明实施例提供的65MnTiB钢热轧钢板淬火后的显微组织图，显微组织为针状马氏体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

参见附图1和2，图1中的65MnTiB钢热轧钢板的显微组织为珠光体和少量网状铁素体，这是正常的、应有的组织，未出现其它非正常组织。图2中提供的65MnTiB钢热轧钢板淬火后的显微组织为针状马氏体，这也是正常的、应有的组织，能说明65MnTiB钢淬上火了。如果65MnTiB钢没有淬上火，则其显微组织必然不是针状马氏体。

下面通过具体实施例对本发明的65MnTiB钢及其热轧钢板进行较为详细的说明。

按照本发明所提供的化学成分设计和冶炼方法所冶炼的3炉65MnTiB钢的化学成分如表1所示，作为对比表1中还给出了1炉65Mn钢的化学成分。

表1 3炉65MnTiB钢和1炉65Mn钢的化学成分（%）

实施例1

将表1中1号炉65MnTiB钢按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺分别轧制成8.0～14.0mm厚度的钢板，其中板坯加热温度为1280℃，精轧后终轧温度控制在930℃，最后经层流冷却至卷取温度为740℃，入缓冷坑温度为550℃，热轧钢板力学性能记录在表2中。

将表1中1号炉65MnTiB钢按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺轧制成的8.0～14.0mm厚度钢板进行淬火处理，淬火温度为830℃，淬火介质为32号机油，室温淬火，淬火后的硬度数值如表2所示，每个试样检测3点。

表2 1号炉65MnTiB钢热轧钢板力学性能及淬火后的硬度数值

实施例2

将表1中2号炉65MnTiB钢按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺分别轧制成8.5～16.5mm厚度的钢板，其中板坯加热温度为1270℃，精轧后终轧温度控制在920℃，经层流冷却至卷取温度为730℃，入缓冷坑温度为540℃，热轧钢板力学性能记录在表3中。

将表1中2号炉65MnTiB钢按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺轧制成的8.5～16.5mm厚度钢板进行淬火处理，淬火温度为830℃，淬火介质为32号机油，室温淬火，淬火后的硬度数值如表3所示，每个试样检测3点。

表3 2号炉65MnTiB钢热轧钢板力学性能及淬火后的硬度数值

实施例3

将表1中3号炉65MnTiB钢按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺分别轧制成12.0～18.0mm厚度的钢板，其中板坯加热温度为1270℃，精轧后终轧温度控制在910℃，最后经层流冷却至卷取温度为720℃，入缓冷坑温度为560℃，热轧钢板力学性能记录在表4中。

将表1中3号炉65MnTiB钢按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺轧制成的12.0～18.0mm厚度的钢板进行淬火处理，淬火温度为830℃，淬火介质为32号机油，室温淬火，淬火后的硬度数值如表4所示，每个试样检测3点。

表4 3号炉65MnTiB钢热轧钢板力学性能及淬火后的硬度数值

实施例4

将表1中4号炉65Mn钢按照常规加热工艺、轧制工艺分别轧制成8.0～10.0mm厚度的钢板，其中板坯出炉温度为1280℃，精轧后终轧温度控制在900℃，经层流冷却至卷取温度为700℃，不缓冷，热轧钢板力学性能记录在表5中。

将表1中4号炉65Mn钢按照常规加热工艺、轧制工艺轧制成的8.0～10.0mm厚度的钢板进行淬火处理，淬火温度为830℃，淬火介质为32号机油，室温淬火，淬火后的硬度数值如表5所示，每个试样淬火硬度检测3点。

表5 4号炉65Mn钢力学性能及淬火后的硬度数值对比

本发明通过向普通65Mn钢中添加微量硼和钛元素大大提高了钢板的淬透性，将表2、表3、表4数据与表5对比，可以清楚地看出，对于普通65Mn钢，钢板厚度超过7mm，则在32号机油中不能淬上火（即淬火硬度不能达到60个HRC，仅有40～50个HRC，参见表5）。但是对于本发明中的65MnTiB钢，钢板厚度即使达到18mm，则在32号机油中也能淬上火（即淬火硬度能达到60个HRC，参见表2、表3和表4）。而淬火硬度值高，则回火后的硬度值也高，相应地钢的强韧性就高，耐磨性就好。并且表2-4中的R_p0.2（规定非比例延伸强度）、R_m（抗拉强度）和HBW（布氏硬度）值多数低于表5，表明本申请的钢板的强度和硬度低于普通65Mn钢，但是A（断后伸长率）值多数高于表5，说明本申请的钢板的塑性和韧性增加，便于进行后期的冷加工和机械加工。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种65MnTiB钢，其特征在于：其化学成分按质量百分数计包括：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.一种65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：包括如下步骤：冶炼、精炼、板坯连铸、加热、高压水除鳞、板卷热轧、卷取和板卷缓冷。

3.如权利要求2所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：所述精炼步骤所得钢水的化学成分为：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。

4.如权利要求2所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：所述板坯连铸步骤中钢水过热度T_过为10～30℃，连铸拉速S_拉为0.85～1.05m/min。

5.如权利要求4所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：所述板坯连铸步骤中钢水过热度T_过为10～20℃，连铸拉速S_拉为0.85～0.95m/min。

6.如权利要求2所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：所述板卷热轧步骤中，板坯加热温度T_加为1200～1280℃，终轧温度T_终为880～960℃，卷取温度T_卷为680～760℃。

7.如权利要求2所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：所述板卷热轧步骤中，终轧温度T_终为900～960℃，卷取温度T_卷为700～760℃。

8.如权利要求2所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法，其特征在于：所述板卷缓冷步骤中，板卷进入缓冷坑温度T_入≥500℃，缓冷时间≥72h。

9.如权利要求2-8中任一所述的65MnTiB钢的热轧钢板制造方法制造的65MnTiB钢，其特征在于：所述65MnTiB钢的化学成分按质量百分数计包括：C：0.62～0.70%、Si：0.17～0.37%、Mn：0.90～1.20%、P≤0.035%、S≤0.035%、Ti：0.005～0.025%、B：0.0005～0.0050%、Cr≤0.25%、Ni≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质。