CN107557693A - 一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材及其生产方法，所述低强度铁素体不锈钢线材化学成分及质量百分含量为：C≤0.016%，Si≤0.5%，Mn≤0.5%，P≤0.03%，S≤0.01%，Cr：12.00‑12.50%，Ni≤0.6%，N≤0.015%，全氧≤0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质。生产方法包括加热、轧制、冷却工序。本发明在保证产品质量前提下，优化钢种成分及轧制工艺，降低热轧线材抗拉强度，实现热轧材直接拉拔使用；通过降低热轧线材的抗拉强度，提高材料塑性，实现热轧线材免退火，减少了因退火产生的能源介质消耗，同时降低了退火时氧化损耗。由免退火线材进行拉拔生产通条稳定性良好，满足后续生产加工需要。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材及其生产方法。
背景技术
拉丝用低强度铁素体不锈钢，主要为0Cr13系列钢种，其钢种化学成分范围为：C＜0.08%、Si＜1.0%、Mn＜1.0%、P＜0.04%、S＜0.03%、Cr：11.50-13.50%、Ni＜0.6%，该钢种主要用途之一为生产民用清洁球产品，故对其拉拔性能要求较高。
目前该钢种线材常规生产工艺为：钢水冶炼—线材轧制—退火—酸洗，退火环节主要任务为将高强度热轧线材进行一定时间保温(一般为740℃保温3小时)，从而降低其强度、提高延伸率，满足后续拉拔生产。专利申请号CN201510146677.0—免退火中碳冷镦钢热轧线材的生产方法，该工艺在钢水浇铸后，经缓冷释放内应力，轧制过程中控制钢坯加热温度为1150-1190℃，保温时间110-140min，进精轧温度965-995℃，卷取温度为960-980℃，轧制后盘条进入冷却线，风机和保温罩全部关闭，确保盘条在保温罩内停留时间大于40min，从而得到免退火热轧线材。专利申请号CN201511003566.0—拉铆钉拉杆用免退火线材的生产工艺，该工艺选取铝镇静钢为原料，化学成分及质量百分含量为：C：0.16-0.19%、Si：0.04-0.09%、Mn：0.61-0.89%、P：0.015-0.250%、S：0.010-0.020%、Al：0.003-0.007%，拉拔过程中选取特定的拉拔模具，工作锥角为14-16°、长度为2.5-3.0mm，采取总压缩率大、部分压缩率小的生产原则，从而得到满足生产要求的特定线材，从而实现免退火。专利申请号CN201210408163.4—一种免退火低碳钢盘条及其生产方法，该工艺钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.04-0.10%、Si：0.01-0.10%、Mn：0.20-0.35%、P＜0.015%、S＜0.010%、N＜0.006%、全氧：0.003-0.006%、全铝：0.002-0.008%、其余为铁，通过优化钢液冶炼过程和轧制工艺，生产出满足客户使用的免退火线材，其晶粒尺寸控制在20-30μm，抗拉强度＜350MPa，端面收缩率＞75%。
随着环保意识的增强，为减少能源介质消耗，减轻线材退火时氧化损耗，有必要进行低强度不锈钢盘条生产的研究，开发拉丝用低强度铁素体不锈钢线材。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材；同时本发明还提供了一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材，所述低强度铁素体不锈钢线材化学成分及质量百分含量为：C≤0.016%，Si≤0.5%，Mn≤0.5%，P≤0.03%，S≤0.01%，Cr：12.00-12.50%，Ni≤0.6%，N≤0.015%，全氧≤0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述不锈钢线材微观组织由铁素体+碳化物组成。
本发明所述不锈钢线材抗拉强度≤500MPa、延伸率≥30%、面缩率≥75%，满足后续拉拔生产性能要求。
本发明还提供一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法，所述生产方法包括加热、轧制、冷却工序。
本发明所述加热工序，钢坯均热温度1050-1070℃，保温时间90-120min。
本发明所述加热工序，残氧量≤6%。
本发明所述轧制工序，钢坯高压水除磷后，进行粗中轧、预精轧和精轧、减定径过程，其中进精轧温度为850-890℃，卷取温度为870-900℃。
本发明所述冷却工序，热轧后的线材进入冷却线，将风机和保温罩均关闭，辊道十三个单独驱动段速度调整如下：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50m/min、0.50m/min。
本发明采用的原理是：进行钢种成分优化设计，合理控制碳、氮、锰、铬元素含量，改善材料内部晶粒组织大小和碳化物析出状态；调整钢坯奥氏体化温度，使奥氏体晶粒充分长大；微低温轧制，有利于储存能的积累，并增加位错密度，从而提高铁素体形核驱动力，促进铁素体相变，从而提高盘条的塑性；降低吐丝温度，延长奥氏体向铁素体的转变时间，促进铁素体形核及长大，增大铁素体晶粒尺寸；采用较低的辊道速度，降低相变过程中冷却速度，有利于得到晶粒尺寸较为均匀的铁素体组织。
低强度铁素体不锈钢热轧盘条检测标准参考《不锈钢盘条》GB/T4356-2002。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明在保证产品质量前提下，优化钢种成分及轧制工艺，降低热轧线材抗拉强度，实现热轧材直接拉拔使用。2、通过降低热轧线材的抗拉强度，提高材料塑性，实现热轧线材免退火，减少了因退火产生的能源介质消耗，同时降低了退火时氧化损耗。3、由免退火线材进行拉拔生产通条稳定性良好，满足后续生产加工需要。
附图说明
图1为实施例1拉丝用低强度铁素体不锈钢线材横截面中心部位金相组织图；
图2为实施例1拉丝用低强度铁素体不锈钢线材边部金相组织图；
图3为实施例1拉丝用低强度铁素体不锈钢线材酸洗后效果图；
图4为实施例1拉丝用低强度铁素体不锈钢线材酸洗后整卷效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
批次号：351600199，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.010%、Si：0.37%、Mn：0.17%、P：0.018%、S：0.002%、Cr：12.28%、Ni：0.04%、N：0.0079%，全氧：0.0047%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表1。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1058℃，保温时间120min，残氧量3.12%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为880℃，卷取温度为884℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表1 实施例1拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
本实施例低强度铁素体不锈钢线材横截面中心部位金相组织见图1，边部金相组织见图2，酸洗后效果见图3，酸洗后整卷效果见图4。（其余实施例附图与实施例1类似，故省略）。
实施例2
批次号：351602848，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.015%、Si：0.43%、Mn：0.19%、P：0.024%、S：0.004%、Cr：12.15%、Ni：0.05%、N：0.0125%，全氧：0.0031%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表2。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1059℃，保温时间100min，残氧量3.22%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为865℃，卷取温度为871℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表2 实施例2拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
实施例3
批次号：351602545，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.016%、Si：0.32%、Mn：0.16%、P：0.021%、S：0.003%、Cr：12.25%、Ni：0.07%、N：0.0079%，全氧：0.0047%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表3。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1059℃，保温时间120min，残氧量3.71%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为876℃，卷取温度为873℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表3 实施例3拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
实施例4
批次号：351602844，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.011%、Si：0.35%、Mn：0.15%、P：0.02%、S：0.005%、Cr：12.24%、Ni：0.05%、N：0.0098%，全氧：0.0028%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表4。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1058℃，保温时间120min，残氧量3.65%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为872℃，卷取温度为879℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表4 实施例4拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
实施例5
批次号：341601903，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.015%、Si：0.33%、Mn：0.15%、P：0.02%、S：0.002%、Cr：12.27%、Ni：0.08%、N：0.0092%，全氧：0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表5。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1061℃，保温时间90min，残氧量3.81%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为883℃，卷取温度为881℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表5 实施例5拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
实施例6
批次号：351606615，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.015%、Si：0.50%、Mn：0.14%、P：0.016%、S：0.004%、Cr：12.50%、Ni：0.06%、N：0.008%，全氧：0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表6。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1050℃，保温时间108min，残氧量3.86%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为890℃，卷取温度为900℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表6实施例6拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
实施例7
批次号：351602506，材质0Cr13C。
钢种化学成分及质量百分含量为：C：0.014%、Si：0.32%、Mn：0.50%、P：0.03%、S：0.01%、Cr：12.00%、Ni：0.60%、N：0.015%，全氧：0.0039%，余量为Fe及不可避免的杂质。性能检测指标见表7。
本实施例拉丝用低强度铁素体不锈钢线材生产方法包括加热、轧制、冷却工序，具体生产步骤如下：
1）加热工序：钢坯均热温度1070℃，保温时间110min，残氧量6.0%；
2）轧制工序：钢坯高压水除磷后，进精轧温度为850℃，卷取温度为870℃；
3）冷却工序：热轧后的线材进入冷却线，降低冷却速度，将风机和保温罩均关闭，辊道速度调整为：0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.12 m/min、0.20 m/min、0.20 m/min、0.50 m/min、0.50m/min。
表7 实施例7拉丝用低强度铁素体不锈钢线材力学性能
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述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：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材，其特征在于，所述低强度铁素体不锈钢线材化学成分及质量百分含量为：C≤0.016％，Si≤0.5％，Mn≤0.5％，P≤0.03％，S≤0.01％，Cr：12.00-12.50％，Ni≤0.6％，N≤0.015％，全氧≤0.005％，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材，其特征在于，所述不锈钢线材微观组织由铁素体+碳化物组成。
3.根据权利要求1所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材，其特征在于，所述不锈钢线材拉强度≤500MPa、延伸率≥30％、面缩率≥75％。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括加热、轧制、冷却工序。
5.根据权利要求4所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法，其特征在于，所述加热工序，钢坯均热温度1050-1070℃，保温时间90-120min。
6.根据权利要求4所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法，其特征在于，所述加热工序，残氧量≤6％。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，进精轧温度为850-890℃，卷取温度为870-900℃。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种拉丝用低强度铁素体不锈钢线材的生产方法，其特征在于，所述冷却工序，热轧后的线材进入冷却线，将风机和保温罩均关闭，辊道十三个单独驱动段速度调整如下：0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.12m/min、0.20m/min、0.20m/min、0.50m/min、0.50m/min。
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