CN106734261B - 一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺 - Google Patents

一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺，该控冷工艺为：吐丝温度790～820℃，控制前3台风机风量以满足各种规格下第3台风机处最低温度在680～710℃范围内，前两台风机冷却速度控制在5～13℃/s以内；控制第4台和第5台风机风量使盘条回温10～50℃；控制第6台风机及后续风机风量使冷却速度在3℃/s以内，盘条温度在670～700℃范围内后关闭保温罩，该温度范围前保温罩全部开启；控制保温罩内冷却速度在0.8～2.0℃/s，风机关闭，最后两个保温罩开启，出保温罩温度在580～630℃。此工艺下55SiCrA盘条组织均匀，由珠光体和少量铁素体组成，各规格下面缩率可达到60以上，索氏体化率和塑性达到较高标准，强度和硬度等均能满足性能要求。

Description

一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线 控冷工艺
技术领域
本发明涉及一种弹簧钢55SiCrA的控冷工艺方法，尤其涉及一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺。
背景技术
55SiCrA弹簧钢盘条是用于生产汽车悬架弹簧的高附加值精品钢，悬架弹簧在汽车行驶过程中承受往复压缩运动，起着缓冲和减震的作用，因此，使用时要求55SiCrA弹簧钢具有高的抗弹减性能、高的力学性能和较高的疲劳寿命，对盘条化学成分、夹杂物以及组织和塑性等提出了更严苛的标准。
为了达到较高的性能要求，在生产过程中可以通过控制风冷线冷却速度来影响盘条最终的组织形态和性能，弹簧钢55SiCrA的控冷工艺是目前主要的研究方向之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了解决现有技术中55SiCrA弹簧钢冷却过程中容易出现马氏体和贝氏体等异常组织，材料面缩率不高，索氏体化率有限，组织不稳定，强度和硬度不能满足要求等技术问题，本发明提出了采用较低的吐丝温度，控制风冷线冷却速度的控冷工艺来影响盘条最终的组织形态和性能。
为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案是：通过调整风冷线上的冷却速度使得盘条索氏体化率提高，同时限定最低温度以避免马氏体和贝氏体组织的出现。
具体为：吐丝温度为790～820℃，风冷线控冷工艺分为三个阶段，第一阶段：控制前3台风机风量以满足各种规格下第3台风机处最低温度在680～710℃范围内，前两台风机冷却速度控制在6～13℃/s以内；第二阶段：由于第一阶段风机冷速较快，第二阶段控制第4台和第5台风机风量使盘条温度回升10～50℃，从而使索氏体的快速转变更为完全；第三阶段：控制第6台风机及后续风机风量使冷却速度控制在3℃/s以内，盘条温度在达到670～700℃范围内后关闭保温罩，该温度范围前保温罩全部开启，控制保温罩内冷却速度在0.8～2.0℃/s；最后两个保温罩开启，出保温罩温度在580～630℃。
其中，所述盘条位于辊道上，保温罩位于辊道和盘条上方，风机在辊道下方。
本发明的有益效果：
本发明通过采用相对较低的吐丝温度，控制风冷线的冷却速度来影响盘条最终的组织形态和性能。将风冷分为了三个阶段，第一段为前3台风机对应的极快冷却阶段，以较快的冷却速度6～13℃/s，冷却至680～710℃，以便获得最低的索氏体转变点，从而增加索氏体化率；第二段为第4台风机和第5台风机，此段降低风机风量使盘条温度回升10～50℃，盘条组织转变过程中温度回升，使索氏体快速大量转变，减少了残余奥氏体的存在，从而使索氏体的快速转变更为完全；第三段为第6台风机至保温罩关闭，盘条温度回升至最高后以低于3℃/s的冷却速度降温，该阶段较低的冷却速度使组织转变均匀，同时避免了硬度增加，待盘条温度降至670～700℃后再关闭保温罩，使保温罩内奥氏体充分转变为珠光体。
此外，本发明采用较低的吐丝温度，可以降低硬度，同时可以减少快速冷却阶段的时间，为后续组织转变完全提供了有利条件。
附图说明
图1为弹簧钢盘条φ16mm55SiCrA斯太尔摩风冷线上盘条的实际冷却曲线，纵坐标上的点为吐丝温度，后续的点依次为各保温罩末温度。
图2为本发明工艺下弹簧钢55SiCrA的金相组织照片。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1：
轧钢厂生产φ16mm55SiCrA，开轧温度为990℃，进减定径机温度为820℃，吐丝温度790℃。斯太尔摩风冷线上前10个保温罩打开，后两个保温罩打开，中间保温罩关闭。控制风机风量1～3台开85％，4～5台开30％，6～7台开50％，其余风机关闭，辊道速度如下表1所示。
表1φ16mm55SiCrA斯太尔摩风冷线各保温罩对应辊道速度
现场测得各风机末温度与时间的对应关系如图1所示，前三台风机风冷下，盘条冷却速度为8℃/s左右，第3台风机处最低温度为680℃，第4台风机和第5台风机回温25℃，第6台风机至保温罩关闭冷却速度约为1.8℃/s，进保温罩温度为670℃，保温罩内冷却速度约为1.39℃/s，出保温罩温度为612℃。
对上述工艺生产的φ16mm55SiCrA进行性能检测：抗拉强度1010～1042MPa，断面收缩率为61％，索氏体化率为96％(还有少量3％左右铁素体)，断后伸长率19.0～20.0％，检验盘条组织如图2所示，由图2可见：盘条由珠光体和少量铁素体组成，组织均匀。
实施例2：
轧钢厂生产φ16mm55SiCrA，开轧温度为980℃，进减定径机温度为810℃，吐丝温度800℃。斯太尔摩风冷线上前10个保温罩打开，后两个保温罩打开，中间保温罩关闭。风机风量1～3台开85％，4～5台开28％，6～7台开50％，其余风机关闭，辊道速度如表1所示。
现场测得前两台风机风冷下，盘条冷却速度为6℃/s左右，第3台风机处最低温度为700℃，第4台风机和第5台风机回温20℃，第6台风机至保温罩关闭冷却速度约为1.5℃/s，进保温罩温度为680℃，保温罩内冷却速度约为1.40℃/s，出保温罩温度为610℃。
对上述工艺生产的φ16mm55SiCrA进行力学性能检测：抗拉强度1005～1060MPa，断面收缩率为60％，索氏体化率为95％，断后伸长率18.0～20.0％。
对比实施例1：
轧钢厂生产φ16mm55SiCrA，开轧温度为990℃，进减定径机温度为820℃，吐丝温度790℃。斯太尔摩风冷线上前10个保温罩打开，后两个保温罩打开，中间保温罩关闭。风机风量1～3台开88％，4～5台开30％，6～7台开50％，其余风机关闭，辊道速度如表1所示。
现场测得前两台风机风冷下，盘条冷却速度为14℃/s左右，第3台风机处最低温度为650℃，在这一条件下，盘条出现红黑相间现象，由于黑段不能回温，盘条出现马氏体和贝氏体，第6台风机至保温罩关闭冷却速度约为1.8℃/s，进保温罩温度为670℃，保温罩内冷却速度约为1.39℃/s，出保温罩温度为612℃。
线下对上述工艺生产的φ16mm55SiCrA进行力学性能检测时试样发生脆断，组织检测为马氏体和贝氏体。
对比实施例2：
轧钢厂生产φ16mm55SiCrA，开轧温度为990℃，进减定径机温度为820℃，吐丝温度790℃。斯太尔摩风冷线上前10个保温罩打开，后两个保温罩打开，中间保温罩关闭。风机风量1～3台开85％，4～7台开50％，其余风机关闭，辊道速度如表1所示。
现场测得前两台风机风冷下，盘条冷却速度为8℃/s左右，第3台风机处最低温度为680℃，第4台风机至保温罩关闭冷却速度约为1.8℃/s，进保温罩温度为680℃，保温罩内冷却速度约为1.39℃/s，出保温罩温度为612℃。
对上述工艺生产的φ16mm55SiCrA进行力学性能检测：抗拉强度980～1020MPa，断面收缩率为54％，索氏体化率为92％，断后伸长率17.0～19.0％。

Claims (3)

1.一种改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺，其特征在于：采用790～820℃的吐丝温度，并对风冷线上各阶段的冷却速度进行控制，风冷线控冷工艺分为三个阶段，第一阶段控制前3台风机风量以满足各种规格下第3台风机处最低温度在680～710℃范围内，前两台风机冷却速度控制在6～13℃/s以内；第二阶段控制第4台和第5台风机风量使盘条温度回升10～50℃；第三阶段控制第6台风机以及后续风机风量使冷却速度控制在3℃/s以内。
2.如权利要求1所述的改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺，其特征在于：所述盘条温度在达到670～700℃范围内后关闭保温罩，该温度范围前保温罩全部开启。
3.如权利要求1所述的改善弹簧钢55SiCrA盘条组织和性能的斯太尔摩风冷线控冷工艺，其特征在于：控制保温罩内冷却速度在0.8～2.0℃/s，最后两个保温罩开启，出保温罩温度580～630℃。
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