CN113174470A

CN113174470A - 一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法

Info

Publication number: CN113174470A
Application number: CN202110406029.XA
Authority: CN
Inventors: 王允
Original assignee: Shandong Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shandong Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: CN113174470B

Abstract

本发明属于冶金工程领域，具体的说是，涉及一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法，包括以下步骤：1)加热区域控制；2)保温区域控制；3)钢材运行速度控制；4)加热区间和保温区间控制；5)各个区间的温度控制；6)快速冷却区域控制；7)钢材降温。该方法适合辊底式无氧化退火炉连续生产，并改善F45MnVS钢材的韧性指标，并保证F45MnVS钢材的屈服强度和抗拉强度。

Description

一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法

技术领域

本发明属于冶金工程领域，具体的说是，涉及一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法。

背景技术

F45MnVS是非调质钢材的一种，在热轧状态或正火状态的力学性能就能够达到调质钢的指标要求。它用途用于汽车零件、石油开采、机械制造、矿山机械和土木机械等。

F45MnVS非调质钢以其性能优良、高效节能利于环保等优点得到了广泛的应用，然而与调质钢相比，存在强度有余而韧性不足的缺点，围绕着改善韧性的问题。通过降碳、复合微合金化改变显微组织等方法，很大程度上提高了非调质钢的韧性，但是在非调质钢轧制过程中有时因控制失误或者环境变化等因素会造成韧性不足,需通过轧制后的正火热处理来提高其韧性。

钢材整体正火热处理一般采用台式煤气退火炉，固定装炉量效率低，煤气能耗大，污染高，并且钢材在台式煤气退火炉中由于加热温度的不均匀性造成热处理均匀性差，钢材性能指标不稳定。采用辊底式无氧化退火炉进行钢材热处理，连续生产效率高、能耗低，无污染，钢材在辊底式无氧化退火炉内受热均匀，热处理后钢材性能指标稳定性好，并且无新增氧化脱碳，表观质量好。但因钢材在辊底式无氧化退火炉内是连续前进，并且温度区间分为13个区间，温度设定调整必须精确，否则会出现韧性升高，屈服强度和抗拉强度反而急速下降，造成屈服强度和抗拉强度不合标准现象。

针对上述问题，需要一种F45MnVS钢材适合在辊底式无氧化退火炉中连续正火热处理的工艺方法，保证提高F45MnVS钢材韧性指标的同时，又能保证其屈服强度和抗拉强度符合标准要求。因此，如何采用合理的连续正火热处理工艺，改善F45MnVS钢材的韧性指标，同时要保证F45MnVS钢材的屈服强度和抗拉强度，成为本领域工程技术人员需要解决的问题。

发明内容

基于上述不足，本发明的目的在于，提供一种F45MnVS钢材连续热处理方法，该方法适合辊底式无氧化退火炉连续生产，并改善F45MnVS钢材的韧性指标，并保证F45MnVS钢材的屈服强度和抗拉强度。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供一种F45MnVS钢材连续正火热处理工艺，所述方法包括加热段、保温段、快速冷却段，具体步骤包括：

1)加热区域控制：升温区域炉温450～860℃，加热时间根据公式t＝akD，计算出钢材的升温时间，其中，a为1.3～1.6min/mm，k为1.0～1.5，D为钢材直径；

2)保温区域控制：保温区域炉温880±10℃，保温热时间根据公式：保温时间＝直径÷(20～25mm)×(1.1～1.8)计算，得到钢材的保温时间；

3)钢材运行速度控制：根据加热区域和保温区域的时间，计算出钢材在辊底式无氧化退火炉中的运行速度：钢材在辊底式无氧化退火炉中的运行速度＝辊底式无氧化退火炉热区总长÷(加热时间+保温时间)；

4)加热区间和保温区间控制：根据辊道运行速度计算出加热区间和保温区间；

5)各个区间的温度控制：根据加热区间和保温区间数量，设定各个区间的温度；

6)快速冷却区域控制：调整快速冷却区域中喷风区域的风量比例，对钢材进行快冷；

7)钢材降温：打开水冷段区域的水冷壁水量，进行钢材降温。

作为优选，步骤4)中，计算加热区间为＝加热时间×辊道运行速度÷区间长度，计算出加热区域；

计算保温区间为＝保温时间×辊道运行速度÷区间长度，计算出保温区域；

作为优选，步骤5)中，根据区间数量调整各区间的温度设定，按照相邻区间控制温差≤200℃。

作为优选，步骤6)中，喷风的风量比例调整到30～50％。

作为优选，步骤7)中，将水冷段区域水量比例调整到80～100％，钢材出炉后达到室温温度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明适用F45MnVS钢材在辊底式无氧化退火炉连续正火热处理生产，提高生产效率。本发明的正火热处理工艺精确计算出钢材在辊底式无氧化退火炉中的加热区域、保温区域，合理制定出加热区域和保温区域的温度，冷却区域风量和水量配比，提高了钢材性能均匀性，满足F45MnVS钢材经过正火热处理工艺后得到良好的韧性指标，并且屈服强度和抗拉强度符合指标要求，避免了屈服强度和抗拉强度大幅下降造成不符合标准要求风险。

附图说明

图1为本发明F45MnVS钢材连续热处理工艺方法加热曲线示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。以正火处理φ50mm规格F45MnVS为例：

本发明提供一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法，所述方法包括加热段、保温段、快速冷却段，具体步骤包括：

1)加热区域：计算出钢材的升温时间，升温区域炉温450～860℃，加热时间按照经验公式t＝akD，计算出加热时间为2.0h；其中，a为1.3～1.6min/mm，k为1.0～1.5，D为钢材直径。

2)保温区域：计算出钢材的保温时间，保温区域炉温880±10℃，保温时间为3.5h。

3)根据加热区域和保温区域的时间，计算出钢材在辊底式无氧化退火炉中的运行速度：辊底式无氧化退火炉热区总长÷(加热时间+保温时间)＝6.86m/h。

4)根据辊道运行速度计算出加热区间和保温区间；计算钢材在辊底式无氧化退火炉加热和保温区域使用的区间，

加热区间：加热时间×辊道运行速度÷区间长度，计算结果取整得7个区间；为第1～7区间；

保温区间：保温时间×辊道运行速度÷区间长度，计算结果取整得6个区间，为第8～13区间。

5)根据加热区间和保温区间数量，按照表1设定各个区间的温度，保温区间温度设定880℃，升温区间按照相邻区间温差≤200℃控制，将温度分配各区间。

6)快速冷却区域：调整快速冷却区域中喷风区域的风量比例，对钢材进行快冷，经过实际测量，喷冷风量比例调整到50％时，钢材能够从880℃快速冷区至400℃以下，因此喷风风量比例调整在50％。

7)打开水冷段区域的水冷壁水量，水冷段区域水量比例调整到100％，钢材出炉后可以达到室温温度。

对φ50mm规格F45MnVS钢材进行正火热处理，一共正火热处理4组钢材，表1为辊底式无氧化退火炉各区间的温度设定参考值；

表1

区间号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
														设定温度℃	450	550	600	650	700	750	860	880	880	880	880	880	880

经过正火热处理后对其头尾取样进行力学性能检验，其检验结果如表2所示：

表2

四组钢材头尾检验韧性均得到大幅提高，屈服强度和抗拉强度有所下降，但均满足标准要求。

正火是—种改善钢材韧性的热处理，将钢加热到Ac3温度以上30～50℃后，保温一段时间后快速冷却。本发明提供了一种关于F45MnVS钢材连续生产的热处理方法，钢材在辊底式无氧化退火炉生产线上连续进行。该生产线主要分为13个温度区间、快冷区间、水冷区间。

钢材通过加热区域将温度加热至880±10℃，并保温2.5～3.5(规格不同保温时间有适当调整，附图为φ50mm规格保温时间)后通过快速区域进行快速冷却，将钢材冷却至室温。F45MnVS钢材通过正火热处理后，能够保证钢材力学性能指标满足客户使用要求。

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当理解，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

1.一种F45MnVS钢材连续正火热处理方法，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4)中，计算加热区间为＝加热时间×辊道运行速度÷区间长度，计算出加热区域；

计算保温区间为＝保温时间×辊道运行速度÷区间长度，计算出保温区域。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5)中，根据区间数量调整各区间的温度设定，按照相邻区间控制温差≤200℃。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤6)中，喷风的风量比例调整到30～50％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤7)中，将水冷段区域水量比例调整到80～100％，钢材出炉后达到室温温度。