CN111451425A - 一种控制白点缺陷的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁材料领域，具体涉及一种控制白点缺陷的锻造方法。该方法包括以下步骤：(1)将钢锭进行第一次锻造，得到中间坯；(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至至预设温度范围，然后回火放置，接着依次进行第二次锻造和退火得到成品钢材；其中，步骤(1)所得中间坯的直径为所述成品钢材直径的120‑150％；所述预设温度范围为马氏体转变开始温度至马氏体转变开始温度之下50℃。该方法采用两次成材，先锻造中间坯，锻后制造不良的应力条件诱发白点的提前产生，再将中间坯锻至成品，在热加工过程中焊合白点缺陷，该方法可以有效的控制白点的发生，同时可以节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁材料领域，具体涉及一种控制白点缺陷的锻造方法。
背景技术
众所周知，白点缺陷是钢材最为危害的质量缺陷之一，一经发现只有报废，经济损失巨大，同时白点的发生有一定滞后性，若在材料服役过程出现会造成很大的使用风险。
钢的白点敏感性一是取决于钢种的成分和组织类型，二是和钢材断面尺寸相关(端面越大白点敏感性越强)，钢中氢含量过高和锻后热处理过程控制不当内应力过大是导致白点的两大主要影响因素。
四川攀枝花地区空气湿度大，冶炼过程氢含量控制难度大，在开发Cr5系列冷轧辊锻件及CT738、CT136大型模块时频繁发生钢材白点问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的白点敏感性钢大型锻件出现白点的问题，提供一种控制白点缺陷的锻造方法。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种控制白点缺陷的锻造方法，该方法包括以下步骤：
(1)将钢锭进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至预设温度范围，然后回火放置，接着依次进行第二次锻造和退火得到成品钢材；
其中，步骤(1)所得中间坯的直径为所述成品钢材直径的120-150％；所述预设温度范围为马氏体转变开始温度至马氏体转变开始温度之下50℃。
优选地，在步骤(1)中，所述第一次锻造包括：将钢锭于1200-1250℃下进行多次镦拔锻制。
优选地，步骤(1)所得中间坯的尺寸为所述成品钢材直径的125-145％。
优选地，所述成品钢材为白点敏感性钢材，所述白点敏感性钢材包括珠光体钢、贝氏体钢和马氏体钢。
进一步优选地，所述马氏体钢中Cr元素含量≥13重量％。
优选地，在步骤(2)中，所述回火放置的时间≥10天。
进一步优选地，在步骤(2)中，所述回火放置的时间10-20天。
优选地，在步骤(2)中，所述第二次锻造的温度比所述第一次锻造的温度低15-25℃。
进一步优选地，在步骤(2)中，所述第二次锻造的温度比所述第一次锻造的温度低20℃。
本发明第二方面提供上由述方法锻造得到的钢材。
本发明所述的控制白点缺陷的锻造方法，采用两次成材，先锻造中间坯，锻后制造不良的应力条件诱发白点的提前产生，再将中间坯锻至成品，在热加工过程中焊合白点缺陷。该方法可以有效的控制白点的发生，同时还可以节约成本。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种控制白点缺陷的锻造方法，该方法包括以下步骤：
(1)将钢锭进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至预设温度范围，然后回火放置，接着依次进行第二次锻造和退火得到成品钢材；
其中，步骤(1)所得中间坯的直径为所述成品钢材直径的120-150％；
所述预设温度范围为马氏体转变开始温度至马氏体转变开始温度之下50℃。
在本发明所述的方法中，空冷或风冷至室温可以制造较大的内应力条件，若钢中氢含量到达产生白点的临界值，即会在中间坯中生产白点，然后在第二次锻造过程中可以将白点热焊合，从而有效的控制成品中白点的产生。
在本发明所述的方法中，由于白点有一定的滞后性，因此需要回火放置一段时间，给予充分的时间诱发白点产生。
在本发明中，在步骤(1)中，所述第一次锻造包括：将钢锭于1200-1250℃下，进行多次镦拔锻制。
在具体的实施方式中，所述第一次锻造的温度可以为1200℃、1205℃、1210℃、1215℃、1220℃、1225℃、1230℃、1235℃、1240℃、1245℃或1250℃。
在优选情况下，步骤(1)所得中间坯的直径为所述成品直径的125-145％。
在本发明所述的方法中，控制中间坯的尺寸与成品钢材尺寸不同，预留一定的形变量，有利于给已产生白点的中间坯一定的变形量焊合白点缺陷，保证有20％以上的变形量。
在本发明所述的方法中，所述成品钢材为白点敏感性钢材，所述白点敏感性钢材包括珠光体钢、贝氏体钢和马氏体钢。
在优选情况下，所述珠光体钢和所述贝氏体钢中合金元素总含量的含量小于10重量％。
在具体的实施方式中，所述珠光体钢包括42CrMo钢、45钢、15CrMo钢和12Cr2Mo钢。
在具体的实施方式中，所述贝氏体钢包括48-50MnV钢、1.2738钢和NAK80钢。
在优选情况下，所述马氏体钢中合金元素的总含量大于10％。进一步优选地，所述马氏体钢中Cr元素的含量大于等于13重量％。
在具体的实施方式中，所述马氏体钢包括30Cr13钢、40Cr13钢、1Cr17Ni2钢和CT136钢。
在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，所述回火放置的时间≥10天。
在优选情况下，在步骤(2)中，所述回火放置的时间10-20天。
在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，所述第二次锻造的温度比所述第一次锻造的温度低15-25℃。
在优选情况下，在步骤(2)中，所述第二次锻造的温度比所述第一次锻造的温度低20℃。
本发明第二方面提供了由上述方法锻造得到的钢材。
本发明所述的控制白点缺陷的锻造方法，煅后不直接装炉退火，而是在而是采用空冷或风冷，在保证不裂的前提下，制造较大的内应力条件，然后静置一段时间，先诱发白点产生，然后将中间坯重新加热锻造至成品尺寸，中间坯的白点缺陷会在二次锻造过程中得到热焊合。采用该方法可以有效的控制白点的发生，同时解决一次成材过程中长时间的扩氢退火造成成本高的问题。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
Cr5系列冷轧辊A1生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1220℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至150-200℃然后回火放置14天，接着在1200℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的130％。
制得的Cr5系列冷轧辊A1基本没有白点存在。
实施例2
Cr5系列冷轧辊A2生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1225℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至150-200℃，然后回火放置13天，接着在1205℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的125％。
制得的Cr5系列冷轧辊A2基本没有白点存在。
实施例3
Cr5系列冷轧辊生产过A3程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1235℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至150-200℃，然后回火放置12天，接着在1215℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的120％。
制得的Cr5系列冷轧辊A3基本没有白点存在。
实施例4
CT738塑料模具钢A4生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1240℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至230-280℃，然后回火放置15天，接着在1220℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的125％。
制得的CT738塑料模具钢A4没有出现白点缺陷。
实施例5
CT738塑料模具钢A5生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1245℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至230-280℃，然后回火放置14天，接着在1225℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的135％。
制得的CT738塑料模具钢A5没有出现白点缺陷。
实施例6
CT738塑料模具钢A6生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1245℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至230-280℃，然后回火放置14天，接着在1225℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的135％。
制得的CT738塑料模具钢A6没有出现白点缺陷。
实施例7
CT736塑料模具钢生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1210℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至230-280℃，然后回火放置12天，接着在1190℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的135％。
制得的CT736塑料模具钢A7没有出现白点缺陷。
实施例8
CT736塑料模具钢生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1240℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至230-280℃，然后回火放置11天，接着在1220℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的140％。
制得的CT736塑料模具钢A8没有出现白点缺陷。
实施例9
CT736塑料模具钢生产过程使用的锻造方法包括以下步骤：
(1)将钢锭在1230℃下加热，多次镦拔锻制进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至230-280℃，然后回火放置13天，接着在1210℃下进行第二次锻造，然后退火得到成品钢材；
其中，控制所述中间坯的直径为所述成品直径的125％。
制得的CT736塑料模具钢A9没有出现白点缺陷。
对比例1
生产与实施例1相同的Cr5系列冷轧辊，采用与实施例1相同的生产方法，与之不同的是锻造过程采用传统的一次锻造成材，得到Cr5系列冷轧辊D1。
制得的Cr5系列冷轧辊D1中出现少许白点。
对比例2
生产与实施例4相同的CT738塑料模具钢，采用与实施例4相同的生产方法，与之不同的是锻造过程采用传统的一次锻造成材，得到CT738塑料模具钢D2。
制得的CT738塑料模具钢D2中出现少许白点。
对比例3
生产与实施例7相同的CT736塑料模具钢，采用与实施例7相同的生产方法，与之不同的是锻造过程采用传统的一次锻造成材，得到CT736塑料模具钢D3。
制得的CT736塑料模具钢D3中出现少许白点。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将钢锭进行第一次锻造，得到中间坯；
(2)将步骤(1)所得中间坯空冷至预设温度范围，然后回火放置，接着依次进行第二次锻造和退火得到成品钢材；
其中，步骤(1)所得中间坯的直径为所述成品钢材直径的120-150％；
所述预设温度范围为马氏体转变开始温度至马氏体转变开始温度之下50℃。
2.根据权利要求1所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一次锻造包括：将钢锭于1200-1250℃下进行多次镦拔锻制。
3.根据权利要求1或2所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，步骤(1)所得中间坯的尺寸为所述成品钢材直径的125-145％。
4.根据权利要求1所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，所述成品钢材为白点敏感性钢材，所述白点敏感性钢材包括珠光体钢、贝氏体钢和马氏体钢。
5.根据权利要求4所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，所述马氏体钢中Cr元素含量≥13重量％。
6.根据权利要求1所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述回火放置的时间≥10天。
7.根据权利要求6所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述回火放置的时间10-20天。
8.根据权利要求1或2所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二次锻造的温度比所述第一次锻造的温度低15-25℃。
9.根据权利要求1或2所述的控制白点缺陷的锻造方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二次锻造的温度比所述第一次锻造的温度低20℃。
10.权利要求1-9中任意一项所述的方法锻造得到的钢材。
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