CN105312525A - 一种减轻40Cr冷镦钢盘条锭型偏析的方法 - Google Patents

Abstract

一种减轻40Cr冷镦钢盘条锭型偏析的方法，连铸钢水过热度≤30℃，拉速0.70～0.90m/min，结晶器电磁搅拌电压50～150V，电流强度100～300A，频率1～6Hz；凝固末端电磁搅拌电压280～380V，电流强度400～600A，频率4～8Hz。对连铸坯表面裂纹缺陷进行修磨；将铸坯加热到1010～1090℃，保温90～150min。粗轧开轧温度930～980℃，精轧入口温度880～950℃，减定径入口温度850～920℃，吐丝温度850±30℃。以6～12℃/s冷速冷却到640～750℃入罩，罩内冷速0.2～1.0℃/s，出罩温度460～630℃，冷床空冷。本发明可减轻40Cr冷镦钢盘条的锭型偏析缺陷，使锭型偏析由现有的≥4级降低到≤2级，可满足生产高强度、高品质紧固件的使用要求。

Description

一种减轻40Cr冷镦钢盘条锭型偏析的方法

技术领域

本发明属于冶金工艺技术领域，尤其涉及一种减轻电磁搅拌对40Cr冷镦钢大方坯内部质量和盘条锭型偏析影响的生产方法。

背景技术

现有的40Cr冷镦钢大方坯连铸生产工艺中，大方坯的内部质量是较好的。但是，经连轧、高线轧制工艺后，40Cr冷镦钢盘条横断面存在较为严重的锭型偏析缺陷，影响盘条塑性、韧性、强度、硬度分布的均匀性，使钢的冷镦性和切削性能变坏，从而严重影响40Cr冷镦钢盘条在高级汽车紧固件上的使用。

转炉公开号CN102560253A公开了一种组织性能均匀的优质冷镦钢的制造方法：该方法中含有Mo元素，得到以贝氏体为主的盘条组织，强度较高，断面收缩率较低，对紧固件生产的模具寿命产生不利影响。另外，未采用结晶器和凝固末端电磁搅拌来改善铸坯的内部质量，对盘条和紧固件产品的成分均匀性等问题有不利影响，存在盘条表面有缺陷以及紧固件开裂比率高等问题。

专利公开号CN102071291A公开了一种合金钢40Cr钢板的调质方法：通过设定的调质处理，提高钢板焊接性，保证其高强度性能指标。但该发明未涉及40Cr冷镦钢盘条的生产方法。

发明内容

本发明提供一种减轻40Cr冷镦钢盘条锭型偏析的方法，其目的在于通过电磁搅拌技术、控制轧制和控冷工艺，均匀连铸大方坯组织成分，减轻40Cr冷镦钢盘条横断面锭型偏析缺陷，改善盘条横断面硬度、组织及性能的均匀性，以满足高强度紧固件的生产使用。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种减轻40Cr冷镦钢盘条锭型偏析的方法，其特征在于，具体方法为：

连铸：

钢水过热度≤30℃，拉速0.70～0.90m/min，结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌：结晶器电磁搅拌电压为50～150V，电流强度为100～300A，频率为1～6Hz；凝固末端电磁搅拌电压为280～380V，电流强度为400～600A，频率为4～8Hz；将钢水浇注成断面尺寸为(250～350)×(350～450)mm方坯。

连轧：

将方坯加热并轧制成断面边长为100～200mm的正方形连轧坯，并对连轧坯进行探伤，表面有裂纹缺陷位置进行修磨，保证连轧坯表面无缺陷。

轧制：

1、将连轧坯加热到1010～1090℃，保温90～150min，连铸坯温差≤30℃。

2、控制粗轧开轧温度为930～980℃，精轧入口温度为880～950℃，减定径入口温度850～920℃，吐丝温度850±30℃。

3、斯太尔摩风冷线冷却：以6～12℃/s冷速冷却到640～750℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.2～1.0℃/s，出罩温度为460～630℃，冷床空冷。

电磁搅拌是借助在铸坯液相穴感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而改善铸坯内部质量。结晶器电磁搅拌强搅拌可以减轻铸坯中心偏析，促进气体、非金属夹杂上浮，但也使铸坯表面附近碳元素的正偏析增加。故本发明采用结晶器电磁搅拌弱搅拌，减轻铸坯表面附近碳元素的正偏析。凝固末端电磁搅拌强搅拌可以减轻铸坯中心偏析、缩孔等缺陷。

轧制过程中进行温度控制，为奥氏体相变做准备。轧后控制冷却，在入罩前快速冷却，使盘条发生铁素体转变。快冷后以较低温度进入保温罩，这一过程中发生珠光体转变，得到片层状珠光体组织，使盘条得到铁素体和珠光体组织，获得较好的强度和塑性匹配。

本发明的有益效果为：

本发明可有效减轻40Cr冷镦钢盘条的锭型偏析缺陷，使锭型偏析由现有的≥4级降低到≤2级，极大改善了盘条塑性、韧性、强度、硬度分布的均匀性，能够满足生产高强度、高品质紧固件的使用要求。

附图说明

图1是对比例盘条宏观组织形貌图；

图2是实施例盘条宏观组织形貌图。

具体实施方式

实施例1：

按照40Cr冷镦钢化学成分，将冶炼钢水浇注成断面尺寸为280×380mm的大方坯，钢水过热度为26℃，拉速0.75m/min，结晶器电磁搅拌电压为100V，电流强度为150A，频率为2Hz；凝固末端电磁搅拌电压为300V，电流强度为450A，频率为5Hz。

将大方坯加热并轧制成150*150mm尺寸的连轧坯，并对连轧坯进行探伤，表面有裂纹等缺陷位置进行修磨，保证连轧坯表面无缺陷。

轧制：

(1)将连轧坯加热到1040℃，保温120分钟，连轧坯温差24℃；

(2)控制粗轧开轧温度为960℃，精轧入口温度为910℃，减定径入口温度880℃，吐丝温度860℃；

(3)斯太尔摩风冷线冷却方式：以7℃/s冷速冷却到670℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.5℃/s，出罩温度为530℃，冷床空冷。

实施例2：

按照40Cr冷镦钢化学成分，将冶炼钢水浇注成断面尺寸为280*380mm的大方坯，钢水过热度为28℃，拉速0.80m/min，结晶器电磁搅拌电压为120V，电流强度为200A，频率为4Hz；凝固末端电磁搅拌电压为330V，电流强度为500A，频率为6Hz。

将大方坯加热并轧制成150*150mm尺寸的连轧坯，并对连轧坯进行探伤，表面有裂纹等缺陷位置进行修磨，保证连轧坯表面无缺陷。

轧制：

(1)将连轧坯加热到1060℃，保温140分钟，连轧坯温差28℃；

(2)控制粗轧开轧温度为945℃，精轧入口温度为915℃，减定径入口温度890℃，吐丝温度875℃；

(3)斯太尔摩风冷线冷却方式：以6℃/s冷速冷却到690℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.7℃/s，出罩温度为550℃，冷床空冷。

实施例3：

按照40Cr冷镦钢化学成分，将冶炼钢水浇注成断面尺寸为280*380mm的大方坯，钢水过热度为27℃，拉速0.78m/min，结晶器电磁搅拌电压为135V，电流强度为240A，频率为5Hz；凝固末端电磁搅拌电压为350V，电流强度为530A，频率为6Hz。

将大方坯加热并轧制成150*150mm尺寸的连轧坯，并对连轧坯进行探伤，表面有裂纹等缺陷位置进行修磨，保证连轧坯表面无缺陷。

轧制：

(1)将连轧坯加热到1030℃，保温110分钟，连轧坯温差25℃；

(2)控制粗轧开轧温度为955℃，精轧入口温度为920℃，减定径入口温度880℃，吐丝温度865℃；

(3)斯太尔摩风冷线冷却方式：以8℃/s冷速冷却到680℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.8℃/s，出罩温度为540℃，冷床空冷。

对实施例1～3生产的40Cr冷镦钢大方坯试样进行低倍检验，结果见表1。检验结果表明铸坯的内部质量很好。

表1铸坯低倍评级检验结果

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					中心疏松 级	0.5	0.5	0.5	＜1.0
中心偏析 级	＜1.0	＜0.5	＜0.5	0.5
					缩孔 级	＜0.5	＜0	＜0	0.5
角部裂纹 级	0	0	0	0
					皮下裂纹 级	0	0	0	0
中间裂纹 级	0	0	0	0
					中心裂纹 级	0	0	0	0
皮下气泡 级	0	0	0	0
					非金属夹杂 级	0	0	0	0
等轴晶率 级	22	24	25	30

对实施例1～3的大方坯经连轧、轧制生产40Cr冷镦钢盘条，利用4%的硝酸酒精腐蚀并进行宏观检验，见图1。检验结果表明，与现有技术相比，40Cr冷镦钢盘条的锭型偏析缺陷较轻，由现有的锭型偏析≥4级降低到≤2级，能够满足生产高强度、高品质紧固件的使用要求。

Claims (1)

1.一种减轻40Cr冷镦钢盘条锭型偏析的方法，其特征在于，具体方法为：

连铸：

钢水过热度≤30℃，拉速0.70～0.90m/min，结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌：结晶器电磁搅拌电压为50～150V，电流强度为100～300A，频率为1～6Hz；凝固末端电磁搅拌电压为280～380V，电流强度为400～600A，频率为4～8Hz；将钢水浇注成断面尺寸为(250～350)×(350～450)mm方坯；

连轧：

将方坯加热并轧制成断面边长为100～200mm的正方形连轧坯，并对连轧坯进行探伤，表面有裂纹缺陷位置进行修磨，保证连轧坯表面无缺陷；

轧制：

(1)将连铸坯加热到1010～1090℃，保温90～150min，连轧坯温差≤30℃；

(2)控制粗轧开轧温度为930～980℃，精轧入口温度为880～950℃，减定径入口温度850～920℃，吐丝温度850±30℃；

(3)斯太尔摩风冷线冷却：以6～12℃/s冷速冷却到640～750℃入罩，保温罩全部关闭，罩内冷速为0.2～1.0℃/s，出罩温度为460～630℃，冷床空冷。