CN110468268A - 一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺 - Google Patents

一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，属于非调质钢轧制技术领域，本发明实施例提供的提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，所述轧制工艺依次包括第一次冷却、末道次轧制、第二次冷却、第三次冷却；所述第一次冷却中，冷速≥20℃/s；所述末道次轧制温度为650‑750℃；所述第二次冷却中，冷速≥30℃/s；所述第三次冷却温度为400‑500℃。

Description

一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺
技术领域
本发明属于非调质钢轧制技术领域，具体涉及一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺。
背景技术
非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，是一种在轧制状态或正火状态下使用的高强度钢。然而，针对截面性能梯度分布的非调质钢，如工作时表面常被摩擦的滑杆类部件钢，需要同时满足钢表面高耐磨性和心部强韧性，现有的轧制工艺，很难制得兼具高耐磨性和强韧性的非调质钢，因此本领域亟需一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺.
本发明实施例提供一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，所述轧制工艺依次包括第一次冷却、末道次轧制、第二次冷却、第三次冷却；
所述第一次冷却中，冷速≥20℃/s；
所述末道次轧制温度为650～750℃；
所述第二次冷却中，冷速≥30℃/s；
所述第三次冷却温度为400-500℃。
进一步的，所述第一次冷却为水冷，冷却至钢表面温度为700-750℃。
进一步的，所述第二次冷却为水冷，冷却至钢表面温度为450-500℃。
进一步的，所述第三次冷却为冷床冷却。
进一步的，所述轧制工艺包括粗轧，所述粗轧开扎温度为1050-1100℃。
进一步的，所述轧制工艺之前进行加热炉加热，所述加热包括均热，所述均热段温度为1100-1120℃，所述均热段时间为50-60min。
进一步的，按质量百分比计，所述非调质钢化学成分为：C：0.10-0.50％，Si：0.01-1.00％，Mn：0.50-2.00％，S：0.001-0.20％，V：0.01-0.50％，余下为Fe及其它不可避免的杂质元素。
进一步的，采用所述轧制工艺所得的非调质成品钢尺寸为φ25-φ80mm。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，控制第一次冷却≥20℃/s和末道次轧制温度为650-750℃，是由于高耐磨性的要求，表面应避免形成强度较低的铁素体相。但是非调质钢铁素体形成能力较强，末道次轧制前必须进行快速冷却，表面温度降低至铁素体形成温度区以下，形成贝氏体组织，同时心部仍然保持高温，发生奥氏体向铁素体转变。控制第二次冷却速度为≥30℃/s，是为了控制轧钢的表面硬化层具有一定深度，便于进行必要的表面磨削处理后，使高硬度层不会被完全去除。控制上冷床温度为400-500℃，此时轧材内部温度在500-600℃之间，有利于轧材内部完成铁素体珠光体转变，保持非调质钢心部为铁素体+珠光体的高强韧性组织。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例1中φ60mm规格高耐磨性非调质钢直径上截面硬度变化规律图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本申请提供一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，所述轧制工艺依次包括第一次冷却、末道次轧制、第二次冷却、第三次冷却；
所述第一次冷却中，冷速≥20℃/s；
所述末道次轧制温度为650～750℃；
所述第二次冷却中，冷速≥30℃/s；
所述第三次冷却温度为400-500℃。
本申请中，所述第一次冷却为水冷，冷却至钢表面温度为700-750℃。
本申请中，所述第二次冷却为水冷，冷却至钢表面温度为450-500℃。
本申请中，所述第三次冷却为冷床冷却。
本申请中，所述轧制工艺包括粗轧，所述粗轧开扎温度为1050-1100℃。
本申请中，所述轧制工艺之前进行加热炉加热，所述加热包括均热，所述均热段温度为1100-1120℃，所述均热段时间为50-60min。
本申请中，按质量百分比计，所述非调质钢化学成分为：C：0.10-0.50％，Si：0.01-1.00％，Mn：0.50-2.00％，S：0.001-0.20％，V：0.01-0.50％，余下为Fe及其它不可避免的杂质元素。
本申请中，采用所述轧制工艺所得的非调质成品钢尺寸为φ25-φ80mm。
下面将结合具体实施例对本申请进行详细说明。
实施例1
以φ60mm规格F45MnVS非调质钢生产为例，该钢种成分为：C：0.43％，Si：0.39％，Mn：1.35％，P：0.005％，S：0.060％，V：0.33％，铸坯规格为200mm×200mm，采用步进式加热炉进行轧制加热，均热温度为1100℃，均热时间1小时。出钢后进行表面除磷处理，随后进入粗轧机轧制，开轧温度为1050℃。至中轧完成后，轧件表面温度检测为903℃，开始进行强制冷却，冷却时间为10秒，表面温度降至700℃，随后进入末道次轧制。末道次轧制完成后，持续进行8秒强制冷却，表面温度降至452℃，随后轧材进入冷床进行散冷，并进行剪断、打捆、入库。
图1表示出了采用本发明实施例1的轧制方法所生产的φ60mm规格非调质钢截面硬度变化规律。表面硬度接近HV450，而心部、1/4截面处的硬度不超过HV310，检测心部室温冲击功KU2＝55J。
实施例2
以φ30mm规格F38MnVS非调质钢生产为例，该钢种成分为：C：0.35％，Si：0.79％，Mn：0.77％，P：0.010％，S：0.17％，V：0.11％，铸坯规格为250mm×250mm方坯，采用蓄热式加热炉进行轧制加热，均热温度为1120℃，均热时间50分钟。随后进入粗轧机组轧制，开轧温度为1050℃。至中轧完成后，轧件表面温度检测为958℃，开始进行强制冷却，冷却时间为9秒，表面温度降至724℃，随后进入终轧。终轧完成后，持续进行7秒强制冷却，表面温度降至475℃，随后轧材进入冷床进行散冷，并进行剪断、打捆、入库。
采用本发明实施例1的轧制方法所生产φ30mm规格非调质钢，表面硬度为HV411，而在表面以下8mm处降低至HV281并保持至心部。检测心部室温冲击功KU2＝82J。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，所述轧制工艺依次包括第一次冷却、末道次轧制、第二次冷却、第三次冷却；
所述第一次冷却中，冷速≥20℃/s；
所述末道次轧制温度为650-750℃；
所述第二次冷却中，冷速≥30℃/s；
所述第三次冷却温度为400-500℃。
2.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，所述第一次冷却为水冷，冷却至钢表面温度为700-750℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，所述第二次冷却为水冷，冷却至钢表面温度为450-500℃。
4.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，所述第三次冷却为冷床冷却。
5.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，所述轧制工艺包括粗轧，所述粗轧开扎温度为1050-1100℃。
6.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，所述轧制工艺之前进行加热炉加热，所述加热包括均热，所述均热段温度为1100-1120℃，所述均热段时间为50-60min。
7.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，按质量百分比计，所述非调质钢化学成分为：C：0.10-0.50％，Si：0.01-1.00％，Mn：0.50-2.00％，S：0.001-0.20％，V：0.01-0.50％，余下为Fe及其它不可避免的杂质元素。
8.根据权利要求1所述的一种提高非调质钢耐磨性和韧性的轧制工艺，其特征在于，采用所述轧制工艺所得的非调质成品钢尺寸为φ25-φ80mm。
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