CN113265584A - 中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种中碳含硼钢，按照质量百分比，该中碳含硼钢的化学成分包含：C 0.37‑0.45％，Si 0.17‑0.37％；Mn 0.60‑0.90％；Al 0.020‑0.060％；B0.0008‑0.0035％；Ti 0.030‑0.060％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr≤0.25％；Ni≤0.20％；Mo≤0.10％；Cu≤0.20％；其余为Fe和不可避免的杂质。适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，依次包括以下步骤：加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷。中碳含硼钢可满足硬度190‑220HBW，实际晶粒度≥7级，带状组织≤2级的要求。

Description

中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法
技术领域
本发明涉及轧钢领域，具体涉及一种中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法。
背景技术
中碳含硼钢是一类具有良好淬透性的合金结构钢，多用来制造汽车等速传动轴等重要零部件，因加工和使用条件要求，对材料组织和硬度有严格的要求。
在制造过程中，现有技术一般都需要对钢材进行离线正火处理才能满足钢材的组织硬度要求，但因为生产应用中所使用的成品材料规格较小(20-50mm)，需要使用专业的正火炉进行离线正火处理，不仅生产效率低还容易出现混晶问题。同时对钢材进行离线正火处理生产周期增加约一周，相应的生产成本增加约400元/吨，严重制约了该产品批量生产和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法，采用该方法制备的中碳含硼钢，可明显细化中碳含硼钢的热轧态组织，满足布氏硬度190-220HBW，晶粒度≥7级，带状组织≤2级的要求，从而替代原离线正火处理的工艺。同时节约生产周期，降低正火成本从而降低企业生产成本，提高产品竞争力。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种中碳含硼钢，按照质量百分比，该中碳含硼钢的化学成分包含：C 0.37-0.45％，Si 0.17-0.37％；Mn 0.60-0.90％；Al 0.020-0.060％；B 0.0008-0.0035％；Ti0.030-0.060％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr≤0.25％；Ni≤0.20％；Mo≤0.10％；Cu≤0.20％；其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，所述中碳含硼钢满足布氏硬度190-220HBW，晶粒度≥7级，带状组织≤2级。
进一步地，所述中碳含硼钢的规格为Φ20-50mm。
本发明还提供一种适用于上述中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，依次包括以下步骤：加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，在所述加热步骤中，钢坯在加热炉内的加热温度为1100-1200℃，总加热时间90-180min；优选地，钢坯加热炉内的加热温度为1130-1180℃，总加热时间为120-150min。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，所述粗轧步骤中，钢坯进入粗轧机组的入口温度为1000-1050℃。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，所述精轧步骤中，钢坯进入精轧机组的入口温度为780-830℃；优选地，所述精轧步骤中，钢坯进入精轧机组的入口温度为780-810℃；优选地，所述精轧步骤中，采用减定径精轧机组进行精轧。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，穿水冷却是指经过水箱进行喷水冷却，经过穿水冷却后，成品钢材的出水温度为700-750℃；优选地，所述水箱水量为40-60L/min，成品钢材的行进速度为3-8m/s；优选地，经过穿水冷却后，成品钢材的出水温度为 710-730℃。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，在冷床缓冷步骤中，成品钢材的冷却速度为0.10-0.15℃/S；
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，在冷床缓冷步骤中，所述成品钢材进入保温罩中在冷床上进行冷却，冷却至 500℃以下出保温罩空冷。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，在冷床缓冷步骤中，所述冷床为步进式冷床。
进一步地，在上述适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法中，所述钢坯的截面尺寸为240mm×240mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)在生产过程中不需要对钢材成分再次进行调整，不需要添加额外的离线正火的生产设备，仅通过对轧制成型和冷却工艺进行调整可实现该类产品在线正火处理，同时能满足钢材的组织硬度要求；
(2)在生产过程各阶段温度控制范围较宽，工业化生产容易控制实现；
(3)利用加热步骤在线正火替代离线正火，减少了固定设备投资，缩短生产周期(约1周时间)，降低生产成本(约400元/吨)，加快生产周期，降低生产成本，提高产品竞争力。
(4)使用本方法制造的中碳含硼钢，可满足硬度190-220HBW，实际晶粒度≥7级，带状组织≤2级的要求，完全满足用户对该产品离线正火后的技术指标要求。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步阐明，需要说明的是，构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为实施例1生产的规格为32mm的40B钢半径1/2处显微组织图；
图2为实施例2生产的规格为28mm的40B钢半径1/2处显微组织图；
图3为对比例1生产的规格为30mm的40B钢半径1/2处显微组织图；
图4为对比例2生产的规格为34mm的40B钢半径1/2处显微组织图；
图5为对比例3生产的规格为28mm的40B钢半径1/2处显微组织图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。
如图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供了一种适用于中碳含硼钢，按照质量百分比，该中碳含硼钢的化学成分包含：
C 0.37-0.45％；Si 0.17-0.37％；Mn 0.60-0.90％；Al 0.020-0.060％；B0.0008-0.0035％；Ti 0.030-0.060％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr≤0.25％；Ni ≤0.20％；Mo≤0.10％；Cu≤0.20％；其余为Fe和不可避免的杂质；中碳含硼钢主要是以锰Mn和硼B作为合金元素，若铬Cr、镍Ni、钼Mo或者铜Cu 等合金元素含量过高，经控轧控冷后容易形成贝氏体等组织，导致硬度过高。
所述中碳含硼钢的规格为Φ20-50mm；所述中碳含硼钢满足布氏硬度 190-220HBW，晶粒度≥7级，带状组织≤2级，所述中碳含硼钢的规格为Φ20-50mm。
根据本发明的实施例，提供了一种适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，依次包括以下步骤：加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷，其中选择截面尺寸为240mm×240mm的钢坯。
在所述加热步骤中，钢坯在加热炉内的加热温度为1100-1200℃，(比如 1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、 1190℃、1200℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)，总加热时间 90-180min；(比如90min、100min、110min、120min、130min、140min、 150min、160min、170min、180min及之中任意二个时间段之间的时间点)。
作为优选实施方式，在所述加热步骤中，钢坯在加热炉内的加热温度为 1130-1180℃(比如1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)，总加热时间为120-150min(比如 120min、130min、140min、150min及之中任意二个时间段之间的时间点)；选择相应的加热温度和加热时间的目的在于，既要保证钢坯充分加热，又不能出现过热。
在所述粗轧步骤中，其中进入粗轧机组的入口温度为1000-1050℃(比如1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)。粗轧机组为6架平立式连轧机组，工作辊径为 650mm。粗轧机组入口温度与加热步骤中的温度有关，在加热步骤和粗轧步骤之间因经过高压水除磷，钢坯的温度会降低。
在所述精轧步骤中，精轧机组采用减定径精轧机组，进入精轧机组的入口温度为780-830℃(比如780℃、790℃、800℃、810℃、820℃、830℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)，作为更为优选的进入精轧机组的入口温度为780-810℃(比如780℃、790℃、800℃、810℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)。精轧机组为4架三辊减定径精轧机，使用三辊减定径精轧机成材变形量大，有利于细化晶粒。
在所述穿水冷却步骤中，成品钢材经过穿水冷却后的出水温度为 700-750℃(比如700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)；作为更为优选的成品钢材经过穿水冷却后的出水温度为710-730℃(比如710℃、720℃、730℃及之中任意二个温度之间的区间段或区间点)。水箱的水量为40-60L/min，成品钢材的行进速度优选为3-8m/s(可根据成材规格的选择)。穿水冷却及上述参数设置能够防止钢材在轧制过程中温度升高发生回复再结晶导致晶粒粗大。
在冷床缓冷步骤中，经过穿水冷却步骤后的成品钢材进入冷床进行缓冷，冷床采用步进式冷床进行缓冷，成品钢材的冷却速度为0.10-0.15℃/S；所述成品钢材进入进保温罩中在冷床上进行冷却，冷却至500℃以下，将成品钢材移出保温罩再进行空冷。利用保温罩进行空冷，有缓冷作用，防止成品钢材因冷却速度快内部残余应力大，在后续车削或热处理过程中出现变形的问题。如果将成品钢材直接空冷可能会导致钢材内应力大，在后续加工过程中出现变形的问题。成品钢材进保温罩在冷床上进行冷却可避免直接空冷导致的问题。
通过本申请公开的方法生产制造的中碳含硼钢，不需要离线正火的工艺就可满足布氏硬度190-220HBW，实际晶粒度≥7级，带状组织≤2级的要求，完全满足用户对该产品离线正火后的技术指标要求。制备该中碳含硼钢的控轧控冷方法，节约离线正火步骤的成本和时间，减少了固定设备投资，缩短生产周期，降低生产成本，加快生产周期，提高产品竞争力。
实施例1
选择钢坯的截面尺寸为240mm×240mm；按照质量百分比，该中碳含硼钢的钢坯的化学成分包含：C 0.38％；Si 0.25％；Mn 0.86％；Al 0.032％；B 0.0017％；Ti 0.047％；P0.013％；S 0.005％；Cr 0.14％；Ni 0.03％；Mo 0.02％； Cu 0.02％；其余为Fe和不可避免的杂质；钢坯的截面尺寸为240mm×240mm。
加热步骤：钢坯在进入加热炉的加热温度为1140-1160℃，总加热时间为142min；
粗轧步骤：进入粗轧机组的入口温度为1038℃；
精轧步骤：采用减定径精轧机组，进入精轧机组的入口温度为795℃；
穿水冷却步骤：经减定径精轧机组轧制出的成品钢材经飞剪切断后经过水箱进行喷水冷却，成品钢材经过穿水冷却后的出水箱温度为728℃；
冷床缓冷步骤：在步进式冷床中进行，成品钢材的冷却速度为 0.10-0.15℃/S；
切断后的成品钢材上带保温罩的步进式冷床进行冷却，关闭保温罩使成品钢材在冷床上缓慢冷却，冷却至475℃出保温罩再进行空冷。
经过上述步骤所处理后的成品钢材，截面1/2处硬度为204/208HBW；实际晶粒度为8级；如图1所示，带状组织为1.5级。
实施例2
按照质量百分比，该中碳含硼钢钢坯的化学成分包含：C 0.38％；Si 0.25％；Mn0.84％；Al 0.028％；B 0.0020％；Ti 0.045％；P 0.012％；S 0.008％； Cr 0.12％；Ni0.02％；Mo 0.03％；Cu 0.03％；其余为Fe和不可避免的杂质；选择钢坯的截面尺寸为240mm×240mm。
适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法的步骤如实施例1，其中适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法各步骤参数对比参见表 1，经过实施例2步骤所处理后的成品钢材截面1/2处硬度为212/215HBW；实际晶粒度为9级；如图2所示，带状组织为1.5级。
表1为实施例1和实施例2的各步骤参数及所得钢材的性能
实施例1 实施例2
钢坯尺寸(mm) 240*240 240*240
加热温度(℃) 1140-1160 1145-1163
总加热时间(min) 142 135
进粗轧机温度(℃) 1038 1025
进精轧机温度(℃) 795 802
出水箱温度(℃) 728 715
冷床冷却速度(℃/S) 0.125 0.132
出保温罩温度(℃) 475 462
1/2R处硬度(HBW) 204/208 212/215
晶粒度(级) 8 9
带状组织(级) 1.5 1.5
实施例3-5
实施例3-5的中碳含硼钢钢坯的化学成分与实施例1相同。
实施例3-5中加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷各步骤的参数如表2所示，成品钢材的性能包括1/2R处硬度，晶粒级度和带状组织级度也如表2所示。
表2为实施例3-5的各步骤参数及所得钢材的性能
Figure BDA0003065303840000071
Figure BDA0003065303840000081
由表2可知，实施例3-5中得到的钢材的1/2R处硬度为202-214HBW，晶粒级度为8-8.5级和带状组织级度为1.5-2.0级。
实施例6-8
实施例3-5的中碳含硼钢钢坯的化学成分与实施例1相同。
实施例6-8中加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷各步骤的参数如表3所示，成品钢材的性能包括1/2R处硬度，晶粒级度和带状组织级度也如表3所示。
表3为实施例6-8所得钢材的各步骤参数及性能
实施例6 实施例7 实施例8
钢坯尺寸(mm) 240*240 240*240 240*240
加热温度(℃) 1138-1150 1145-1160 1143-1162
总加热时间(min) 140 128 147
进粗轧机温度(℃) 1025 1042 1045
进精轧机温度(℃) 796 802 808
出水箱温度(℃) 730 722 728
冷床冷却速度(℃/S) 0.128 0.129 0.132
出保温罩温度(℃) 470 460 462
1/2R处硬度(HBW) 204/207 205/209 215/218
晶粒度(级) 9 8 8
带状组织(级) 1.5 2.0 2.0
由表3可知，实施例6-8中得到的钢材的1/2R处硬度为204-218HBW，晶粒级度为8-9级，带状组织级度为1.5-2.0级。
对比例1-3
对比例1-3的中碳含硼钢钢坯的化学成分与实施例1相同。
对比例1-3中加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷各步骤的参数如表4所示。
表4为对比例1-3所得钢材的不同步骤参数及性能
对比例1 对比例2 对比例3
钢坯尺寸(mm) 240*240 240*240 240*240
加热温度(℃) 1250-1300 1150-1165 1142-1158
总加热时间(min) 145 300 143
进粗轧机温度(℃) 1130 1035 1028
进精轧机温度(℃) 825 815 783
出水箱温度(℃) 745 728 721
冷床冷却速度(℃/S) 0.143 0.125 0.208
出保温罩温度(℃) 455 478 无
1/2R处硬度(HBW) 228/226 205/208 238/240
晶粒度(级) 8-5 8-5 8
带状组织(级) 1.5 2.0 2.0
由表4可知，其中，
对比例1，除加热步骤中的加热温度不同外，导致进粗轧机的温度偏高，其它步骤的工艺参数均在本申请的保护范围内。由于加热步骤中加热温度的过高，如图3所示，导致原材料原始奥氏体晶粒粗大、轧制过程冷却水量增加，成材后局部晶粒度粗大、硬度偏高。
对比例2，除加热步骤中的总加热时间不同外，其它步骤的工艺参数均在本申请的保护范围内。由于加热时间过长，如图4所示，导致原材料原始奥氏体晶粒粗大，成材后局部晶粒度粗大。
对比例3，除在冷床缓冷步骤中未使用保温罩直接进入冷床冷却外，其它步骤的工艺参数均在本申请的保护范围内。由于未使用保温罩导致冷却速度过快，如图5所示，导致原材料硬度偏高，残余内应力大，存在后续加工变形的风险。
结合实施例1-8和对比例1-3分析，本发明提供了一种适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，通过调整钢材轧制时的温度和冷却速度达到在线正火处理，使热轧状态钢材硬度和组织达到原正火状态的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中碳含硼钢，其特征在于，按照质量百分比，该中碳含硼钢的化学成分包含：
C 0.37-0.45％，Si 0.17-0.37％；Mn 0.60-0.90％；Al 0.020-0.060％；B 0.0008-0.0035％；Ti 0.030-0.060％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr≤0.25％；Ni≤0.20％；Mo≤0.10％；Cu≤0.20％；其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的中碳含硼钢，其特征在于，所述中碳含硼钢满足布氏硬度190-220HBW，晶粒度≥7级，带状组织≤2级，
所述中碳含硼钢的规格为Φ20-50mm。
3.一种适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
所述方法依次包括以下步骤：加热，粗轧，精轧，穿水冷却，冷床缓冷；
在所述加热步骤中，钢坯在加热炉内的加热温度为1100-1200℃，总加热时间90-180min；
优选地，钢坯在加热炉内的加热温度为1130-1180℃，总加热时间为120-150min。
4.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
所述粗轧步骤中，钢坯进入粗轧机组的入口温度为1000-1050℃。
5.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
所述精轧步骤中，钢坯进入精轧机组的入口温度为780-830℃；
优选地，所述精轧步骤中，钢坯进入精轧机组的入口温度为780-810℃；
优选地，所述精轧步骤中，采用减定径精轧机组进行精轧。
6.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
穿水冷却是指经过水箱进行喷水冷却，经过穿水冷却后，成品钢材的出水温度为700-750℃；
优选地，所述水箱的水量为40-60L/min，成品钢材的行进速度为3-8m/s；
优选地，经过穿水冷却后，成品钢材的出水温度为710-730℃。
7.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
在冷床缓冷步骤中，成品钢材的冷却速度为0.10-0.15℃/S。
8.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
在冷床缓冷步骤中，所述成品钢材进入保温罩中在冷床上进行冷却，冷却至500℃以下出保温罩空冷。
9.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
在冷床缓冷步骤中，所述冷床为步进式冷床。
10.根据权利要求3所述的适用于中碳含硼钢在线正火处理的控轧控冷方法，其特征在于，
所述钢坯的截面尺寸为240mm×240mm。
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KR1020237038960A KR20230175232A (ko) 2021-05-13 2022-05-11 중탄소 붕소 함유 스틸 및 온라인 노멀라이징 처리의 압연 냉각 제어 방법
JP2023569673A JP2024518484A (ja) 2021-05-13 2022-05-11 中炭素ホウ素含有鋼及びオンライン焼ならし処理の圧延冷却制御方法
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114990430A (zh) * 2022-05-08 2022-09-02 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种免退火冷镦齿轮用钢及其制造方法
WO2022207009A1 (zh) * 2021-05-13 2022-10-06 大冶特殊钢有限公司 中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005060795A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Jfe Steel Kk エアバッグ用高強度高靭性継目無鋼管の製造方法
CN101008065A (zh) * 2006-01-23 2007-08-01 湖南华菱涟源钢铁有限公司 一种ⅱ级螺纹钢筋的生产工艺
WO2015022932A1 (ja) * 2013-08-12 2015-02-19 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐摩耗性と耐食性に優れるマルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法
CN106350745A (zh) * 2015-07-16 2017-01-25 现代自动车株式会社 在双重高频率热处理中供使用的过热不敏感细晶合金钢和制造该合金钢的方法
CN109234627A (zh) * 2018-10-17 2019-01-18 南京钢铁股份有限公司 一种高强高韧性非调质圆钢及制备方法
CN112080687A (zh) * 2020-08-10 2020-12-15 大冶特殊钢有限公司 一种细晶粒高碳钢及其轧制生产方法
CN112090966A (zh) * 2020-08-24 2020-12-18 大冶特殊钢有限公司 一种消除中碳钢表面激冷层的轧制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101045238A (zh) * 2007-04-30 2007-10-03 马鞍山钢铁股份有限公司 中碳合金冷镦钢在线软化轧制方法
CN100500916C (zh) * 2007-10-17 2009-06-17 莱芜钢铁集团有限公司 一种含硼钢及其制备方法
FR2930609B1 (fr) * 2008-04-28 2012-12-21 Acument Gmbh & Co Ohg "boulon ou vis de grande resistance et procede de production de ce boulon ou de cette vis"
CN109234508B (zh) * 2018-10-10 2020-07-24 邢台钢铁有限责任公司 一种具有高强度和高塑性的中碳钢盘条及其生产方法
CN113265584B (zh) * 2021-05-13 2022-05-06 大冶特殊钢有限公司 中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005060795A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Jfe Steel Kk エアバッグ用高強度高靭性継目無鋼管の製造方法
CN101008065A (zh) * 2006-01-23 2007-08-01 湖南华菱涟源钢铁有限公司 一种ⅱ级螺纹钢筋的生产工艺
WO2015022932A1 (ja) * 2013-08-12 2015-02-19 新日鐵住金ステンレス株式会社 耐摩耗性と耐食性に優れるマルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法
CN106350745A (zh) * 2015-07-16 2017-01-25 现代自动车株式会社 在双重高频率热处理中供使用的过热不敏感细晶合金钢和制造该合金钢的方法
CN109234627A (zh) * 2018-10-17 2019-01-18 南京钢铁股份有限公司 一种高强高韧性非调质圆钢及制备方法
CN112080687A (zh) * 2020-08-10 2020-12-15 大冶特殊钢有限公司 一种细晶粒高碳钢及其轧制生产方法
CN112090966A (zh) * 2020-08-24 2020-12-18 大冶特殊钢有限公司 一种消除中碳钢表面激冷层的轧制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022207009A1 (zh) * 2021-05-13 2022-10-06 大冶特殊钢有限公司 中碳含硼钢及在线正火处理的控轧控冷方法
CN114990430A (zh) * 2022-05-08 2022-09-02 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种免退火冷镦齿轮用钢及其制造方法

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