CN110453053A - 一种齿轮钢带状组织的控制方法 - Google Patents

一种齿轮钢带状组织的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110453053A
CN110453053A CN201910813527.9A CN201910813527A CN110453053A CN 110453053 A CN110453053 A CN 110453053A CN 201910813527 A CN201910813527 A CN 201910813527A CN 110453053 A CN110453053 A CN 110453053A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hours
toothed wheel
heating time
control method
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910813527.9A
Other languages
English (en)
Inventor
戈文英
袁淑君
刘兵
任琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Original Assignee
Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG filed Critical Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority to CN201910813527.9A priority Critical patent/CN110453053A/zh
Publication of CN110453053A publication Critical patent/CN110453053A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys

Abstract

本发明公开了一种齿轮钢带状组织的控制方法，具体包括以下步骤：在轧钢工艺中，升高铸坯在加热炉内的加热温度，并且，延长加热时间，使得奥氏体晶粒尺寸增大到一定程度，进而控制齿轮钢带状组织。利用本发明控制齿轮钢的带状组织的方法，显著改善了齿轮钢热轧和退火工艺状态下的微观组织均匀性，消除了齿轮热处理变形，提高了齿轮渗碳淬火质量和疲劳寿命。

Description

一种齿轮钢带状组织的控制方法
技术领域
本发明涉及钢的轧制工艺技术领域，具体地，本发明涉及一种齿轮钢带状组织的控制方法。
背景技术
齿轮钢中的带状组织多数为沿轧制方向呈现层状分布或条带状分布的铁素体晶粒与珠光体晶粒，如图1所示。元素偏析是带状组织形成的根本原因。带状组织的形成与元素的偏析有关，例如贫锰区形成先共析铁素体晶粒，在富锰区形成了珠光体晶粒。连铸过程中，铸坯表层区的冷却速率较快，形成大量的等轴晶晶粒，获得成分均匀的激冷区铸态组织；而内部区域为树枝晶组织，凝固时元素具有较长的分配时间，形成了化学成分不均匀分布的树枝晶组织。轧制时，这些成分不均匀的枝晶组织沿变形方向被拉长，并逐渐与变形方向一致，从而形成溶质元素贫化带和富化带的交替堆叠，对应的形成铁素体和珠光体带状组织。
渗碳齿轮钢带状组织产生珠光体和铁素体两种区域，因过宽带状的合金成分的偏析，事实上形成了淬透性差异很大的两种材料，两个区域的奥氏体转变的CCT曲线的差别很大。从而，直接影响了齿轮渗碳淬火的有效层深度，进而影响齿轮疲劳寿命和使用性能。同时，在齿轮制造过程中，增大了材料的淬火应力、淬裂倾向和热处理变形等质量风险。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种齿轮钢带状组织的控制方法，本发明通过钢轧制工艺设计，即通过升高加热温度、延长加热时间，使得奥氏体晶粒尺寸增大到一定程度，进而控制齿轮钢带状组织，改善齿轮钢微观组织均匀性。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种齿轮钢带状组织的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
升高加热温度，铸坯在加热炉内加热，加热段温度为1200～1270℃，均热段温度为1220～1260℃；并且，延长加热时间，加热总时间为7.5～12.0h。
具体为：
轧制前，铸坯在加热炉内加热，预热段温度为600～800℃，加热段温度为1200～1270℃，均热段温度为1220～1260℃；预热段、加热段和均热段的加热总时间为7.5～12.0h。
优选地，预热段的加热时间为2.2～3小时；加热段的加热时间为2.8～4小时；均热段的加热时间为2.2～5小时。
优选地，预热段的加热时间为2.2小时；加热段的加热时间为2.8小时；均热段的加热时间为4.5小时。
优选地，预热段的加热时间为2.3小时；加热段的加热时间为3.0小时；均热段的加热时间为2.2小时。
根据本发明所述的控制方法，其中各步骤在圆坯轧制加热工艺过程中同时进行。
齿轮钢的带状组织严重影响齿轮的加工和使用性能，本发明针对齿轮钢带状组织，通过钢的轧制工艺优化设计，提供了一种齿轮钢带状组织均匀性的控制方法。
本发明基于的设计原理，一是在凝固过程中产生的元素偏析是形成带状组织的直接原因，涉及C、Mn、Cr、Si、Ti、Mo、S等元素，带状组织的消除也主要从消除微观偏析入手。二是在钢坯轧制前的再加热过程中，C元素能很快扩散均匀，Mn、Cr、Si等元素在1250℃下加热也需近200h才能扩散均匀。三是铸坯中的元素偏析是产生带状组织的必要和前提条件，但并不是充分条件；轧制之后是否产生带状组织是由合金元素偏析程度、奥氏体晶粒尺寸和轧后冷却速度三方面因素共同决定的，影响因素复杂。
因此，本发明通过钢轧制工艺设计，即通过升高加热温度、延长加热时间，使得奥氏体晶粒尺寸增大到一定程度，进而控制齿轮钢带状组织，改善齿轮钢微观组织均匀性。
利用本发明控制齿轮钢的带状组织的方法，有效改善了齿轮钢热轧后的微观组织均匀性，消除了齿轮热处理变形，提高了齿轮渗碳淬火质量和疲劳寿命。同时，结合用户使用要求，其退火态带状组织微观组织均匀性也得到显著改善。
附图说明
图1为齿轮钢典型铁素体和珠光体带状组织；
图2为22CrMoH齿轮钢热轧态带状组织评级结果；
图3为22CrMoH齿轮钢退火态带状金相组织；
图4为20CrMnTiH齿轮钢热轧态带状组织评级结果；
图5为20CrMnTiH齿轮钢退火态带状金相组织。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
选取Φ500mm规格断面，钢种为22CrMoH齿轮钢，根据本发明实施例控制齿轮钢带状组织的方法主要包括以下步骤：
铸坯在加热炉内加热，其预热段温度为600～800℃/2.2h，加热段温度为1200～1270℃/2.8h，均热段温度为1230～1260℃/4.5h，加热总时间为9.5h。
采用实施例一控制22CrMoH齿轮钢带状组织的方法，按照GB/T 13299-1991标准对其热轧钢材带状组织评级为1.0级，如图2所示，金相组织为均匀的铁素体晶粒与珠光体晶粒，没有沿轧制方向呈现层状分布或条带状分布的铁素体晶粒与珠光体晶粒。将试样退火热处理，即加热至930℃保温30分钟，然后冷却至650℃保温1h后空冷，获得平衡状态组织，检验退火态带状组织如图3所示，金相组织为铁素体晶粒与珠光体晶粒，均匀的等轴晶粒分布。
实施例二：
选取Φ650mm规格断面，钢种为20CrMnTiH齿轮钢，根据本发明实施例控制齿轮钢带状组织的方法主要包括以下步骤：
铸坯在加热炉内加热，其预热段温度为600～800℃/2.3h，加热段温度为1200～1260℃/3.0h，均热段温度为1220～1250℃/2.2h，加热总时间为7.5h。
采用实施例二控制20CrMnTiH齿轮钢带状组织的方法，按照GB/T 13299-1991标准对其热轧钢材带状组织评级为1.0级，如图4所示，金相组织为均匀的铁素体晶粒与珠光体晶粒，没有沿轧制方向呈现层状分布或条带状分布的铁素体晶粒与珠光体晶粒。将试样退火热处理，即加热至930℃保温30分钟，然后冷却至650℃保温1h后空冷，获得平衡状态组织，检验退火态带状组织如图5所示，金相组织为铁素体晶粒与珠光体晶粒，均匀的等轴晶粒分布。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照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该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都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 (4)

1.一种齿轮钢带状组织的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
轧制前，铸坯在加热炉内加热，预热段温度为600～800℃，加热段温度为1200～1270℃，均热段温度为1220～1260℃；预热段、加热段和均热段的加热总时间为7.5～12.0h。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，预热段的加热时间为2.2～3小时；加热段的加热时间为2.8～4小时；均热段的加热时间为2.2～5小时。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，预热段的加热时间为2.2小时；加热段的加热时间为2.8小时；均热段的加热时间为4.5小时。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，预热段的加热时间为2.3小时；加热段的加热时间为3.0小时；均热段的加热时间为2.2小时。
CN201910813527.9A 2019-08-30 2019-08-30 一种齿轮钢带状组织的控制方法 Pending CN110453053A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910813527.9A CN110453053A (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种齿轮钢带状组织的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910813527.9A CN110453053A (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种齿轮钢带状组织的控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110453053A true CN110453053A (zh) 2019-11-15

Family

ID=68490112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910813527.9A Pending CN110453053A (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种齿轮钢带状组织的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110453053A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545720A (zh) * 2020-03-30 2020-08-18 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种降低渗碳齿轮钢带状组织的成型工艺
CN113642210A (zh) * 2021-07-16 2021-11-12 北京科技大学 一种通过加热工艺消除齿轮钢中带状组织的方法
CN113684356A (zh) * 2021-07-16 2021-11-23 北京科技大学 一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法
CN114807546A (zh) * 2022-05-16 2022-07-29 山西太钢不锈钢股份有限公司 Cr-Ni-Mo高铁齿轮钢及消除其带状偏析的热处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102876868A (zh) * 2012-10-15 2013-01-16 中天钢铁集团有限公司 一种能提高低碳锰钢组织和性能均匀性的轧制工艺
CN103194580A (zh) * 2013-04-03 2013-07-10 武汉钢铁(集团)公司 低带状组织齿轮钢的轧制方法
CN105779724A (zh) * 2014-12-22 2016-07-20 北大方正集团有限公司 一种齿轮钢带状组织的控制方法以及齿轮钢
CN105969962A (zh) * 2016-06-02 2016-09-28 溧阳市金昆锻压有限公司 一种齿轮钢带状组织的控制工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102876868A (zh) * 2012-10-15 2013-01-16 中天钢铁集团有限公司 一种能提高低碳锰钢组织和性能均匀性的轧制工艺
CN103194580A (zh) * 2013-04-03 2013-07-10 武汉钢铁(集团)公司 低带状组织齿轮钢的轧制方法
CN105779724A (zh) * 2014-12-22 2016-07-20 北大方正集团有限公司 一种齿轮钢带状组织的控制方法以及齿轮钢
CN105969962A (zh) * 2016-06-02 2016-09-28 溧阳市金昆锻压有限公司 一种齿轮钢带状组织的控制工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙鸿平: "加热工艺与冷却制度对22CrMoH 带状组织的影响研究", 《冶金与材料》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545720A (zh) * 2020-03-30 2020-08-18 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种降低渗碳齿轮钢带状组织的成型工艺
CN113642210A (zh) * 2021-07-16 2021-11-12 北京科技大学 一种通过加热工艺消除齿轮钢中带状组织的方法
CN113684356A (zh) * 2021-07-16 2021-11-23 北京科技大学 一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法
CN113642210B (zh) * 2021-07-16 2023-10-03 北京科技大学 一种通过加热工艺消除齿轮钢中带状组织的方法
CN114807546A (zh) * 2022-05-16 2022-07-29 山西太钢不锈钢股份有限公司 Cr-Ni-Mo高铁齿轮钢及消除其带状偏析的热处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110453053A (zh) 一种齿轮钢带状组织的控制方法
JP6829717B2 (ja) 残留熱を利用する継目無鋼管のオンライン焼入れ冷却方法および製造方法
JP5458649B2 (ja) 高炭素熱延鋼板およびその製造方法
CN110088326A (zh) 热轧扁钢产品及其生产方法
JP4808828B2 (ja) 高周波焼入れ用鋼及び高周波焼入れ鋼部品の製造方法
CN103124801A (zh) 表面硬化钢及其制造方法
CN113106206B (zh) 紧固件用1Cr11Ni2W2MoV耐热钢锻件的制造方法
WO2011089845A1 (ja) 高炭素熱延鋼板の製造方法
JP5105235B2 (ja) 金型の焼入れ方法
EP2006398B1 (en) Process for producing steel material
CN110791717A (zh) 一种高品质亚共析合金工具钢线材及其生产方法
JP5644966B2 (ja) 焼入れ性に優れる面内異方性の小さい高炭素熱延鋼板およびその製造方法
CN106636884B (zh) 一种G17CrMo9-10材料的大型铸钢件及其生产方法
JPH11236644A (ja) 高強度特性と低熱処理歪み特性に優れた高周波焼入れ用鋼材とその製造方法
EP2616561B1 (fr) Optimisation de l'usinabilite d'aciers martensitiques inoxydables
KR101557086B1 (ko) 자동차용 강재의 냉간단조 전 페라이트 펄라이트 어닐링 열처리 방법
CN106191675A (zh) 一种高强度含硼热轧钢带及其生产方法
KR101721591B1 (ko) 냉간단조용 저탄소 합금강의 제조 방법
JP3772202B2 (ja) 冷間圧延用複合ワークロール及びその製造方法
JP3579558B2 (ja) 耐焼割れ性に優れた軸受鋼
KR101461716B1 (ko) 신선가공성이 우수한 초고강도 선재 및 그 제조방법
WO2014046181A1 (ja) マルエージング鋼コイルの製造方法
RU2795332C1 (ru) Способ термической обработки детали из стали
CN109972024A (zh) 一种齿轮钢钢棒用钢及其制备方法和钢棒的制备方法
TWI764846B (zh) 含鉻高碳鋼材及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191115