CN108396246A - 一种高碳钢盘条及其网状渗碳体析出控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高碳钢盘条，C 0.95％～1.05％，Si 0.20％～0.40％，Mn 0.20％～0.45％，Cr 0.10％～0.35％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al 0.0005％～0.0009％，Ti 0.0002％～0.0005％，全氧0.0015％～0.0025％，余量为铁和不可避免的杂质。满足超高碳含量高碳钢盘条网状渗碳体析出控制的要求。采用该方法生产的超高碳含量高碳钢盘条，可以达到抑制网状渗碳体析出的目的。盘条最终组织不出现完全封闭或半封闭的渗碳体组织。

Description

一种高碳钢盘条及其网状渗碳体析出控制方法
技术领域
本发明属于钢铁产品技术领域，尤其涉及一种高碳钢盘条及其网状渗碳体析出控制方法。
背景技术
随着钢帘线市场的竞争加剧，厂家对于国内盘条代替进口盘条的需求不断提高。国外日本神户、新日铁正在逐步开发碳含量超过0.9％的超高碳含量帘线钢盘条。为了打破国外对于超高碳含量帘线钢盘条这一技术领域的垄断，国内钢厂急需在超高碳含量帘线钢盘条开发方面加快步伐。
题为“高碳钢盘条及其制备方法(申请号：200910169807.7)”的发明专利提供了一种抗拉强度在1200MPa以上，面收缩率在35％以上的高碳钢盘条及其制备工艺，该盘条包含C、Si、Mn、Cr和V等基本成分，以及Ni、Cu、Al、B、Ti、Nb和Mo等可选择成分，同时还包含余量的Fe和杂质，其制备工艺包括依次进行的冶炼、铸造、轧制和控冷工序。该高碳钢盘条机械性能优良，合金元素较少，成本低。
上述专利仅介绍了高碳钢盘条化学成分和生产工艺，并未介绍超高碳含量盘条网状渗碳体的控制方案。超高碳含量高碳钢盘条的网状渗碳体控制是成功开发该盘条的关键技术，因此需要进行相关技术的开发，实现高碳钢盘条产品以及帘线钢产品的升级换代。
发明内容
针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题提供一种高碳钢盘条及其网状渗碳体析出控制方法，通过盘条成分设计及轧制设计，形成了一种控制超高碳含量高碳钢盘条网状渗碳体析出工艺，满足用户的使用要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
通过适当控制盘条Cr含量，利用Cr为碳化物形成元素的特点，固定部分C，减轻盘条网状渗碳体析出。通过控制盘条组织类型和分布，控制C元素在原始奥氏体晶界的扩散，减轻盘条网状渗碳体析出。
一种高碳钢盘条，其特征在于化学成分按重量百分比为：C 0.95％～1.05％，Si0.20％～0.40％，Mn 0.20％～0.45％，Cr 0.10％～0.35％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al0.0005％～0.0009％，Ti 0.0002％～0.0005％，全氧0.0015％～0.0025％，余量为铁和不可避免的杂质。
所述的盘条中奥氏体组织晶粒之间晶界夹角≥15°比例为15％-25％，晶粒之间晶界夹角<15°角度晶界比例为75％-85％。
这些成分的范围设定理由如下所述：
碳是钢中的主要强化元素，碳含量越高，盘条和钢丝的抗拉强度越高。为了生产超高碳含量高碳钢盘条，满足用户超高强度精细钢丝的性能要求，需要提高碳含量。但是，碳含量过高会导致钢丝强度过高，不利于钢丝拉拔和合股。因此将超高碳含量高碳钢盘条C含量控制在0.95％～1.05％。
硅是超高碳含量高碳钢盘条冶炼过程的主要脱氧元素。硅含量低将导致钢液脱氧不足；但是，过高的硅含量导致钢中残余氧化物夹杂粗大，对钢的应用性能不利。因此，钢中硅含量控制在0.20％～0.40％。
锰也是一种提高盘条强度的元素，锰元素在凝固过程的偏析较为严重，因此在设计超高碳含量高碳钢盘条成分中，适当降低盘条锰含量，因此钢中锰含量控制在0.20％～0.45％。
铬是一种提高盘条强度的元素，该元素也能提高盘条的淬透性，细化高碳钢盘条的组织，减小索氏体片层间距，提高盘条的拉拔性能。通过适当控制盘条Cr含量，利用Cr为碳化物形成元素的特点，固定部分C，减轻盘条网状渗碳体析出。过高的铬含量也会使盘条的强度和硬度增加过多，导致盘条在拉拔过程的加工硬化严重，并且磨耗增加，降低盘条拉拔性能。因此，钢中铬含量控制在0.10％～0.35％。
磷硫都是钢中有害杂质元素，要求盘条[P]≤0.010％，[S]≤0.010％，在不造成其他影响的情况下，越低越好。
铝钛都是较强脱氧元素，含量过高降低盘条中夹杂物的变形性，在盘条中形成Al2O3含量较高的粗大夹杂物；但是过低的铝钛含量不利于扩大盘条中氧化物夹杂低熔点区。适量的铝钛含量有利于提高夹杂物的变形性，降低夹杂物在盘条拉拔过程的危害，因此盘条的铝含量控制在0.0005％～0.0009％，钛含量控制在0.0002％～0.0005％。
盘条中的全氧含量是代表盘条洁净度的一个重要指标。较低的盘条全氧含量易于提高盘条的加工性能。但是，过低的盘条氧含量不利于盘条中夹杂物变形性的改善，因此盘条的全氧含量控制在0.0015％-0.0025％。
为控制盘条网状渗碳体析出，网状渗碳体析出控制方法如下：
1)保证轧后盘条组织晶界由大角度晶界和小角度晶界构成，晶粒之间晶界夹角≥15°为大角度晶界，晶粒之间晶界夹角<15°为小角度晶界，盘条奥氏体组织大角度晶界比例为15％-25％，小角度晶界比例为75％-85％。利用含量相对较高的大角度晶界，促进碳元素的均匀扩散，防止碳元素聚集形成网状渗碳体；2)盘条冷却：盘条轧制吐丝后盘条在风冷辊道上进行冷却。冷却速度控制在25℃/s-40℃/s之间。通过盘条吐丝后较快的冷却速度，防止奥氏体长大。并通过较快的冷却速度进一步抑制盘条网状渗碳体析出。
本发明盘条采用280mm*380mm连铸坯生产155mm*155mm连轧坯。然后以连轧坯为原料生产直径5.0-6.5mm盘条。
本发明在成分设计基础上，配合盘条组织类型和分布设计，满足超高碳含量高碳钢盘条网状渗碳体析出控制的要求。采用该方法生产的超高碳含量高碳钢盘条，可以达到抑制网状渗碳体析出的目的。盘条最终组织不出现完全封闭或半封闭的渗碳体组织。
附图说明
图1为实施例3盘条微观组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
从图1看出，盘条微观未见完全封闭或半封闭的渗碳体组织。

Claims (3)

1.一种高碳钢盘条，其特征在于化学成分按重量百分比为：C 0.95％～1.05％，Si0.20％～0.40％，Mn 0.20％～0.45％，Cr 0.10％～0.35％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al0.0005％～0.0009％，Ti 0.0002％～0.0005％，全氧0.0015％～0.0025％，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高碳钢盘条，其特征在于：所述的盘条中奥氏体组织晶粒之间晶界夹角≥15°比例为15％-25％，晶粒之间晶界夹角<15°比例为75％-85％。
3.一种根据权利要求1或2所述高碳钢盘条的网状渗碳体析出控制方法，其特征在于：1)保证轧后盘条组织晶界由大角度晶界和小角度晶界构成，晶粒之间晶界夹角≥15°为大角度晶界，晶粒之间晶界夹角<15°为小角度晶界，盘条奥氏体组织大角度晶界体积比15％-25％，小角度晶界体积比75％-85％；2)盘条冷却：盘条轧制吐丝后盘条在风冷辊道上进行冷却，冷却速度控制在25℃/s-40℃/s之间。
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