CN112238140B - 一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法 - Google Patents
一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112238140B CN112238140B CN202010948767.2A CN202010948767A CN112238140B CN 112238140 B CN112238140 B CN 112238140B CN 202010948767 A CN202010948767 A CN 202010948767A CN 112238140 B CN112238140 B CN 112238140B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric pulse
- carbon steel
- wire
- pulse treatment
- heating
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
-
- 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
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
Abstract
一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，属于高线轧钢技术领域。该工艺采用多段电脉冲和粗轧相结合的方法，其中每一段的加热过程均采用电脉冲处理手段，工艺步骤如图1所示。具体的技术要求为：电脉冲的频率为0.85‑0.50Hz，脉冲电压为2800‑3200V，电容器容量为100‑500μF；首次粗轧前的加热温度为850‑900℃，电脉冲时间为300‑360s，等效应变控制在0.30‑0.35；第二次粗轧前的加热温度为1000‑1050℃，电脉冲时间为240‑300s，等效应变控制在0.25‑0.40；第三次粗轧前的加热温度为1050‑1100℃，电脉冲时间为120‑180s，等效应变控制在0.45‑0.65；其中，每一次电脉冲处理前，要求铸坯心部和表面温差控制在20℃以内。该工艺的优点在于，提高了高碳钢棒线材的综合力学性能和质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，提供了一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，属于高线轧钢技术领域。
背景技术
我国是高碳钢棒线材生产大国，但和发达国家相比，我国的线材深加工比还比较低，不足30％。以SWRH82B为代表的高碳钢热轧盘条主要用作生产预应力钢丝、高强度钢丝绳、高强度低松驰预应力钢绞线等，是金属制品中高强度、高韧性的主要钢种之一。广泛应用于公路、铁路、高层建筑、大跨度桥梁及水利设施等重要工程。高碳钢热轧盘条特点是高碳含量、高强度，并要求具有良好的强韧性配合。
高碳类高级工业用线材的工艺需要采用拉拔加工，同时为进一步提高生产能力和降低成本，盘条拉拔道次会不断增加和盘条的规格也会不断增大，这要求盘条具有良好的均匀性和通条性，盘条的任何缺陷和质量问题都有可能导致盘条的断裂。高碳钢盘条的金相组织必须为索氏体，这种组织具有优良的拉拔性能。盘条规格的增大，导致盘条心部冷却能力不足，不利于索氏体的形成，对C偏析的敏感性极大，极易形成网状渗碳体而导致拔断。因而需要提高连铸坯的内部质量，从而提高高碳类高级工业用线材的工艺性能。
目前，国内外改善高碳钢线材心部质量的方法一般分为两种：一是提高粗轧工艺；二是增加高温的保温时间。发明专利CN103846286A提出了一种改善高碳钢线材心部组织的粗轧方法，其特征在于从粗轧孔型、延伸系数、变形系数、坯料尺寸等工艺方面进行优化。发明专利CN108555022A公开一种提高轧制线材通条性能均匀性的方法，其特征在于通过控制吐丝温度及初始段辊道速度，确保相变发生在保温罩内部，且相变充分，即延长了高温保温时间。
粗轧工艺前所进行的电脉冲处理，可以使钢中碳含量分布均匀，消除偏析，使钢中魏氏体的含量增多；另外，电脉冲处理还具有细化晶粒的效果。因此对于高碳钢棒线材心部组织质量和综合力学性能的提高，具有巨大的帮助。
发明内容
本发明的目的在于通过电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，提供了一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，从而达到改善高碳钢棒线材心部组织的异常问题，提高盘条的拉拔性能；适合钢厂通过增加盘条拉拔次数和增大盘条规格，以提高生产能力和降低成本的品种开发方向。
本发明的关键点在于通过电脉冲和粗轧相结合的工艺优化，从加热温度、脉冲电压、脉冲频率、脉冲处理时间、粗轧形变系数等方面，提出改善棒线材心部组织的方法，实现消除线材心部异常组织的同时，提高了索氏体的含量和索氏体组织质量，有利于高线厂高碳钢线材综合力学性能和品种质量的提升。工艺步骤及工艺技术参数如下：
1)方坯在加热炉中加热，加热温度为850-900℃，保温1.0-1.2h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为300-360s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.20-0.25m/s，等效应变控制在0.3-0.35；
2)方坯在加热炉中加热，加热温度为1000-1050℃，保温1.2-1.4h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为240-300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28-0.32m/s，等效应变控制在0.25-0.40；
3)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050-1100℃，保温1.4-1.6h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为120-180s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28-0.32m/s，等效应变控制在0.45-0.65；
4)进行电脉冲方法处理前，加热炉中的铸坯接近达到均热状态，即要求铸坯的心部和表面温差控制在20℃以内；
然后对方坯进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备成高质量的高碳钢棒线材。
进一步地，在进行电脉冲处理过程中，电脉冲的频率为0.85-0.50Hz，脉冲电压为2800-3200V。
本发明电脉冲和粗轧次数不仅限于3次，可以少于3次，也可以多于3次。
本发明的应用效果：本发明是通过电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，获得了高索氏体率、高心部组织质量和高综合力学性能的高碳钢棒线材。与不添加电脉冲处理的生产工艺相比，有两个特点，一是电脉冲处理手段的应用，既增大了线材中的索氏体含量，又降低了线材心部异常组织的影响；二是电脉冲和粗轧相结合的处理工艺，适合高线厂线材的高拉拔次数和大规格盘条的生产，提高了生产能力和降低了生产成本。另外，该发明为解决高碳钢棒线材心部质量问题，提供一种新的思路和方法。
附图说明
图1为改善高碳钢线材心部组织的部分生产工艺示意图。
图2为经电脉冲处理后高碳钢线材最终成品的微观组织SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本发明在实验室中开发线材为
规则82B钢中得到应用，工艺过程如下：
(a)方坯加热温度为900℃，保温1.2h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为300s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.22m/s，等效应变控制在0.30；
(b)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050℃，保温1.4h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为240s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28m/s，等效应变控制在0.30；
(c)方坯在加热炉中加热，加热温度为1100℃，保温1.6h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为180s，然后粗轧，轧制速度控制在0.32m/s，等效应变控制在0.45；
(d)在进行电脉冲处理过程中，电脉冲的频率为0.85Hz，脉冲电压为3000V；
再进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备高碳钢成品线材。与未进行电脉冲处理的样品相对比，通过电脉冲处理，有效的解决了82B钢心部质量问题，没有出现心部疏松和心部偏析等问题，同时也细化了82B钢的心部组织，心部组织的晶粒度控制在9-10级，索氏体团等轴化达到95％以上，而未进行电脉冲处理的样品索氏体团等轴化为89％。
实施例2
本发明在实验室中开发线材为
规则82B钢中得到应用，工艺过程如下：
(a)方坯加热温度为900℃，保温1.4h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.60Hz，脉冲电压为3100V，脉冲处理时间为400s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.22m/s，等效应变控制在0.33；
(b)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050℃，保温1.6h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.65Hz，脉冲电压为3000V，电脉冲处理时间为300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28m/s，等效应变控制在0.33；
(c)方坯在加热炉中加热，加热温度为1100℃，保温1.8h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.70Hz，脉冲电压为2800V，电脉冲处理时间为300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.32m/s，等效应变控制在0.48；
再进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备高碳钢成品线材。与未进行电脉冲处理的样品相对比，通过电脉冲处理，心部组织的晶粒度控制在9-10级，索氏体团等轴化也达到95％以上，而未进行电脉冲处理的样品晶粒度在7-8级，索氏体团等轴化为90％。
实施例3
本发明在实验室中开发线材为φ10mm规则82A钢中得到应用，工艺过程如下：
(a)方坯加热温度为900℃，保温1.2h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.70Hz，脉冲电压为2900V，脉冲处理时间为350s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.22m/s，等效应变控制在0.30；
(b)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050℃，保温1.0h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.60Hz，脉冲电压为3100V，电脉冲处理时间为280s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28m/s，等效应变控制在0.33；
(c)方坯在加热炉中加热，加热温度为1100℃，保温1.0h，方坯进行电脉冲处理，脉冲频率为0.75Hz，脉冲电压为3200V，电脉冲处理时间为250s，然后粗轧，轧制速度控制在0.32m/s，等效应变控制在0.45；
再进行中轧、预精轧、精轧和拉拔等工艺，最终制备高碳钢成品线材。与未进行电脉冲处理的样品相对比，通过电脉冲处理，没有出现心部疏松和心部偏析等问题，索氏体团等轴化也达到94％以上，而未进行电脉冲处理的样品心部存在网碳和疏松，心部存在网碳索氏体团等轴化为89％。
Claims (2)
1.一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，其特征在于，工艺步骤及工艺技术参数如下：
1)方坯在加热炉中加热，加热温度为850-900℃，保温1.0-1.2h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为300-360s，然后首次粗轧，轧制速度控制在0.20-0.25m/s，等效应变控制在0.3-0.35；
2)方坯在加热炉中加热，加热温度为1000-1050℃，保温1.2-1.4h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为240-300s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28-0.32m/s，等效应变控制在0.25-0.40；
3)方坯在加热炉中加热，加热温度为1050-1100℃，保温1.4-1.6h，方坯进行电脉冲处理，电脉冲处理时间为120-180s，然后粗轧，轧制速度控制在0.28-0.32m/s，等效应变控制在0.45-0.65；
其中：步骤1)、步骤2)和步骤3)各自的加热炉中的方坯，进行电脉冲处理前，都要求铸坯均热，即步骤1)、步骤2)和步骤3)各自的铸坯心部和表面温差都控制在20℃以内；
步骤1)、步骤2)和步骤3)之后，再对方坯进行中轧、预精轧、精轧和拉拔工艺，最终制备成高质量的高碳钢棒线材。
2.根据权利要求1所述的一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法，其特征在于，
在进行电脉冲处理过程中，要求电脉冲的频率为0.85-0.50Hz，脉冲电压为2800-3200V。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010948767.2A CN112238140B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010948767.2A CN112238140B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112238140A CN112238140A (zh) | 2021-01-19 |
| CN112238140B true CN112238140B (zh) | 2021-08-20 |
Family
ID=74170830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010948767.2A Active CN112238140B (zh) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | 一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112238140B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284478A (zh) * | 2011-07-25 | 2011-12-21 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种能降低高碳钢线材脱碳的轧制方法 |
| CN103846286A (zh) * | 2014-03-01 | 2014-06-11 | 首钢总公司 | 一种改善高碳钢线材心部组织的粗轧方法 |
| CN104694865A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-06-10 | 西北工业大学 | 一种铝合金的电脉冲回归处理方法 |
| CN109351773A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-19 | 燕山大学 | 一种电塑性宽带轧制装置 |
| CN109940044A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-28 | 太原科技大学 | 一种镁合金板电脉冲冷轧方法 |
-
2020
- 2020-09-10 CN CN202010948767.2A patent/CN112238140B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284478A (zh) * | 2011-07-25 | 2011-12-21 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种能降低高碳钢线材脱碳的轧制方法 |
| CN103846286A (zh) * | 2014-03-01 | 2014-06-11 | 首钢总公司 | 一种改善高碳钢线材心部组织的粗轧方法 |
| CN104694865A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-06-10 | 西北工业大学 | 一种铝合金的电脉冲回归处理方法 |
| CN109351773A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-19 | 燕山大学 | 一种电塑性宽带轧制装置 |
| CN109940044A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-28 | 太原科技大学 | 一种镁合金板电脉冲冷轧方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112238140A (zh) | 2021-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110449541B (zh) | 一种gh4169高温合金自由锻棒坯及其制备方法 | |
| CN104028961A (zh) | 一种中强度铝合金线及其生产工艺 | |
| CN109628837B (zh) | 一种超细贝氏体型桥梁缆索钢及其制备方法 | |
| CN112501506B (zh) | 一种桥梁缆索用钢盘条及其制造方法 | |
| CN110935827A (zh) | 一种较大规格细晶奥氏体气阀钢SNCrW的锻造方法 | |
| CN104233097B (zh) | 制造智能坚强电网高强度钢绞线用热轧盘条及其生产方法 | |
| CN112090956B (zh) | 一种低偏析高扭转桥梁缆索用盘条的生产控制方法 | |
| CN110947758A (zh) | 高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法 | |
| CN109554631B (zh) | 一种低合金钢及由其制备的钢丝加工用高强高塑性盘条 | |
| CN103846286B (zh) | 一种改善高碳钢线材心部组织的粗轧方法 | |
| CN112238140B (zh) | 一种改善高碳钢棒线材心部组织的电脉冲处理方法 | |
| CN113245376A (zh) | 一种摩根五代轧机配套83m斯太尔摩辊道生产高品质焊丝钢的控轧控冷方法 | |
| CN110923413B (zh) | 一种钒微合金化600MPa级低温钢筋用钢及其生产方法 | |
| CN114015946B (zh) | 一种大桥缆索用高强耐腐蚀不锈钢覆层钢丝及其制备方法 | |
| CN112322865B (zh) | 一种提高高强度缆索钢铸坯质量的工艺方法 | |
| CN115430706A (zh) | 高碳钢盘条的生产方法以及高碳钢盘条 | |
| CN111549211B (zh) | 一种微硼高碳钢盘条的轧制方法 | |
| CN112496216A (zh) | 一种30Cr15MoN高氮马氏体不锈钢钢棒的锻造生产工艺 | |
| CN115725889B (zh) | 一种高碳马氏体不锈钢盘条的生产方法 | |
| JPH06292906A (ja) | チタンおよびチタン合金棒，線材の製造方法 | |
| CN114032372B (zh) | 一种盘条及其热处理方法和生产方法以及镀锌钢丝 | |
| CN114774771B (zh) | 一种大载荷轧机轴承用渗碳轴承钢及其生产方法 | |
| CN114855084B (zh) | 一种120ksi钢级高强高韧高级抗硫钻杆接头用热轧圆钢及其制备方法 | |
| CN115747661B (zh) | 一种抗550℃-600℃回火软化钢板及其生产方法 | |
| JPH06240357A (ja) | 高靭性・高強度鋼管の製造方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |