CN113293277A - 一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法,属于钢铁冶金加工领域。该控制方法包括在连铸坯加热前进行裂纹敏感温度区间测试的步骤,而且根据测量结果设计连铸坯预热制度,预热段最高温度T3≥T2+150℃,且控制预热段的加热速率≤9℃/min,然后,配合连铸坯以及轧制后圆钢的入坑缓冷工艺,最终获得了表面漏磁初检合格率达到85%以上的圆钢。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金加工领域,具体而言,涉及一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法。
背景技术
含钒高氮钢是一种非调质钢,其具有一定强度、韧性,免热处理节能环保特性,但裂纹敏感性强,广泛用于汽车发动机的曲轴、连杆及工程机械领域。
发明人在专利CN111286670A中,对中碳非调质钢的组分及含量进行改进和调控,并通过碳当量值、磷含量以及铜含量限定了中碳非调质钢的脆性值K的范围,使得中碳非调质钢具有低塑性和优异胀断性能及疲劳性能,主要适用于制作抗拉强度在1000Mpa级以上的胀断连杆。该申请限定了中碳非调质钢中的铁素体含量≤25%,铁素体晶粒度≥5级,并且提供了上述中碳非调质钢的制备工艺,使得制得的中碳非调质钢屈服强度≥750MPa,抗拉强度≥1000MPa,断后伸长率≥8%,断面收缩率≥25%,轧态硬度≤290HBW。在专利CN110607485A中,圆钢包括:C:0.46-0.50%,Si:0.20-0.30%,Mn:1.05-1.15%,P≤0.020%,S≤0.035%,Cr≤0.25%,Mo≤0.05%,Al≤0.030%,V:0.06-0.10%,N:0.010-0.018%。其中,碳当量Ceq=C+Si/6+Mn/5+Cr/4+1.5V,Ceq:0.87-0.92%,圆钢的抗拉强度≥850MPa,伸长率A≥12%;带状组织≤2.0级;圆钢横截面R/2处、心部处的C偏析值均≤10%。此圆钢用来制备曲轴锻件,可以减少曲轴锻件的磁痕率。在专利CN112048673A中,通过成分控制和冶炼工艺控制,提高了含钒高氮轴承钢的疲劳强度。本发明人上述在先专利仅对成分改进和机械性能提升进行了研究,而没有对含钒高氮钢的表面质量进行研究。
而含钒高氮钢的连铸、加热、轧制等生产过程时,受冷却、加热的组织相变及热应力等的影响容易产生表面裂纹,影响产品质量。目前,由于生产过程钢材表面质量影响因素较多的影响,很难快速找到一种方法精确控制含钒高氮圆钢的表面质量。
发明内容
针对现有技术的不足,本申请的目在于提供一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法,其可以精确控制含钒高氮圆钢的表面质量。
本申请涉及一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
第一步:连铸坯生产;
第二步:连铸坯高温拉伸试验,获得裂纹敏感温度区间T1-T2;
第三步:连铸坯加热,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
第四步:轧制及圆钢冷却;
其中,预热段最高温度T3≥T2+150℃,且控制预热段的加热速率≤9℃/min。
在本申请的一些实施方式中,所述T3≤850℃,所述预热段的总加热时间≥95min。
在本申请的一些实施方式中,将第一步中获得的连铸坯和第四步中获得的圆钢送入缓冷坑中冷却,其中,所述连铸坯和圆钢入缓冷坑时的温度为≥T2+50℃。
在本申请的一些实施方式中,第一阶段加热温度800-1000℃,加热时间90-120min;第二阶段加热温度1240±20℃,均热温度1220±20℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间:120-180min。
在本申请的一些实施方式中,所述第一步的连铸二冷水采取弱冷方式,二冷水强度设置为0.23±0.02L/kg。
在本申请的一些实施方式中,所述控制方法还包括加热前对连铸坯的表面检查工序,检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理。
在本申请的一些实施方式中,所述步骤三中的轧制工艺为,在粗轧阶段,控制道次压下率,单道次≤15%;轧制过程中,将轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度≥860℃。
在本申请的一些实施方式中,在圆钢冷却后还包括探伤步骤,所述探伤步骤为按0.2mm深度的标准进行表面漏磁探伤,检查圆钢的表面质量。
在本申请的一些实施方式中,所述含钒高氮钢含有C 0.35-0.55wt%,V0.06-0.15wt%,N 0.010-0.020wt%。
进一步地,所述含钒高氮钢还含有Si:0.15-0.37wt%,Mn:0.90-1.50wt%,P≤0.030wt%,S≤0.020-0.060wt%,Cu≤0.10wt%,Al:0.005-0.030wt%。
本申请提供的含钒高氮圆钢控制方法的有益效果包括:通过对含钒高氮钢进行裂纹敏感测试,获得精确的裂纹敏感温度区间T1-T2,在此基础上设置合理的预热段最高温度,并且严格控制预热段的加热速率,从而避免连铸坯表面及角部存在裂纹等缺陷;进一步地,将连铸后的连铸坯和轧制后的圆钢放入缓冷坑中缓慢冷却,并且严格控制入坑时的温度。通过上述步骤,最终获得的圆钢表面漏磁初检合格率达到85%以上。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下对本申请实施例的含钒高氮圆钢的表面质量控制方法进行具体说明:
圆钢在生产过程中经过了连铸、加热、轧制等生产过程,受冷却、加热的组织相变及热应力等的影响,容易在其表面产生裂纹。而含钒高氮钢主要用于汽车发动机的曲轴、连杆及工程机械领域,其对于表面质量的要求非常严格。本申请人经过研究发现,对含钒高氮钢制备过程中工艺的精确控制是提高其表面质量的关键。
本申请提供一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法,所述控制方法包括:
第一步:连铸坯生产;
第二步:连铸坯高温拉伸试验,获得裂纹敏感温度区间T1-T2;
第三步:连铸坯加热,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
第四步:轧制及圆钢冷却;
其中,预热段最高温度T3≥T2+150℃,且控制预热段的加热速率≤9℃/min。
申请人发现,含钒高氮钢连铸坯的预热工序是影响其表面质量的关键因素。现有技术对预热工序加热制度的设计主要通过经验来进行,但对于具体的温度范围以及关键温度区间的升温速率,并无详细研究。
本实施例的控制方法,其特点在于,在连铸坯进行加热前,对连铸坯的裂纹敏感温度区间进行了精确测量,并根据该测量的结果指导预热步骤中加热制度的设计。具体而言,通过测量获得裂纹敏感温度区间为T1-T2,控制预热最高温度T3≥T2+150℃,并且控制预热段的加热速率≤9℃/min。
申请人意识到,预热段要控制加热速率,防止产生裂纹,尤其是在裂纹敏感温度区间要控制加热速率;而第一阶段加热是要快速加热的,如果将预热段温度设置低于裂纹敏感区最高温度,那么裂纹敏感区温度处于第一阶段加热温度区间,会导致加热过程中产生裂纹。而且考虑到成分波动、设备精度和测量误差等因素,需要将预热最高温度T3设置成具有一些余量,即比裂纹敏感温度区间的上限T2更高,如T3≥T2+150℃,优选地,T3比T2高160℃、170℃、180℃、190℃或者200℃等。
所述裂纹敏感温度区间的测量方法具体为:将连铸坯加工成30个试样,试样尺寸为Φ10mm(直径)×M15mm(带螺纹两段的长度)×120mm(试样总长)。使用Gleeble模拟试验机,在真空条件下,将试样均温区以10℃/s的加热速度加热至1250℃,保温2分钟,然后以冷却速率分别冷却至规定拉伸温度(600-1200℃,间隔25℃),保温60秒,最后在恒温下按的变形速率拉伸,直至断裂。采用该方法测出裂纹敏感温度区间T1-T2。
此外,还需要精确控制预热段的加热速率,使其在一定水平以下,具体地,所述预热段的加热速率应当≤9℃/min。
可选地,预热最高温度T3≤850℃,预热段加热总时间≥95min。
另外,本申请人发现,为了进一步提高圆钢的表面质量,在钢坯连铸后将连铸坯送入缓冷坑是重要步骤。连铸坯一般为方坯,其表面尤其是角部由于冷速较快,极易产生内应力并产生裂纹,而且连铸坯中的裂纹如果不进行处理,将在轧制中保留在圆钢内部,有进一步成为裂纹源的危险。因此,连铸坯必须在进入裂纹敏感温度区间之前进入缓冷坑冷却。需要注意的是,以往的连铸坯入缓冷坑仅仅是通过经验控制,即在较高温度的时候进入缓冷坑,但是,本发明人通过测量裂纹敏感温度区间,控制入坑时铸坯的温度大于裂纹敏感温度区间,既可以减少铸坯表面产生裂纹又可以最大程度降低缓冷坑的冷却时间,提高生产效率。示例性地,连铸坯入坑时的表面温度≥T2+50℃。
进一步地,为了减少带入轧制工序中的裂纹,在铸坯加热前,对铸坯进行表面检查是必要的。示例性地,表面检查为目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理,优选地,单边剥皮≥3mm。
类似于连铸后的连铸坯缓冷,为了减少轧制后圆钢的表面裂纹,将圆钢送入缓冷坑仍然是必要工序。示例性地,圆钢入坑时的表面温度≥T2+50℃。
在一种可能的实施方案中,预热之后,还进行第一阶段加热保温、第二阶段加热保温和均热处理。
其中,第一阶段加热温度800-1000℃,加热时间90-120min;示例性地,第一阶段加热温度为800℃,850℃,900℃,950℃或1000℃;加热时间为90min,950min,1000min,1050min,1100min,1150min或120min。
第二阶段加热温度1240±20℃,均热温度1220±20℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间:120-180min。示例性地,第二阶段加热温度为1220℃,1230℃,1240℃,1250℃或1260℃;均热温度为1200℃,1210℃,1220℃,1230℃或1240℃;第二阶段加热和均热段的加热总时间为120min,130min,140min,150min,160min,170min或180min。
连铸坯生产中,二冷水的流量控制对于铸坯的表面质量也有影响,本申请中二冷水采取弱冷方式,二冷水强度设置为0.23±0.02L/kg,示例性地,二冷水强度设置为0.21L/kg、022L/kg、0.23L/kg、0.24L/kg或0.25L/kg。
进一步的,本实施例对轧制工艺进行了控制,粗轧阶段控制道次压下率,单道次≤15%;轧制过程中,将轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度≥860℃。示例性地,所述轧机冷却水设置为100m3/h、105m3/h、110m3/h、115m3/h或120m3/h。
在一种可能的实施方案中,含钒高氮钢的化学组分含有C 0.35-0.55wt%,V0.06-0.15wt%,N 0.010-0.020wt%。
进一步地,含钒高氮钢还可以含有Si:0.15-0.37wt%,Mn:0.90-1.50wt%,P≤0.030wt%,S≤0.020-0.060wt%,Cu≤0.10wt%,Al:0.005-0.030wt%。
通过对含钒高氮圆钢制备过程工艺参数的精确控制,本方案获得的圆钢表面漏磁初检合格率达到85%以上。
实施例1
本实施例提供一种含钒高氮钢的表面质量控制方法,其中,含钒高氮钢的成分如表1所示,其包括如下步骤:
(1)连铸坯生产,二冷水采取弱冷方式,冷却强度设置为0.23±0.02L/kg;
(2)将连铸坯放入缓冷坑中,入坑时连铸坯温度控制在760-811℃,在坑冷却时间76h,出坑温度150℃;
(3)使用Gleeble模拟试验机进行高温拉伸试验,获得裂纹敏感温度区间580-660℃;
(4)对连铸坯的表面检查工序,目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理(单边剥皮≥3mm);
(5)对待加热的连铸坯进行表面检查,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
其中,预热段最高温度为740-811℃,加热时间102min;第一阶段加段温度866-945℃,第一阶段加热时间108min;第二阶段加热温度1231-1254℃,均热段温度1224-1237℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间138min;
(6)对加热后的连铸坯进行轧制,粗轧阶段的单道次压下率为%,轧制过程中的轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度880-912℃;
(7)将轧制后获得圆钢放入缓冷坑中,入坑温度760-721℃,出坑温度184℃。
实施例2
含钒高氮钢的成分如表1所示,其包括如下步骤:
(1)连铸坯生产,二冷水采取弱冷方式,冷却强度设置为0.23±0.02L/kg;
(2)将连铸坯放入缓冷坑中,入坑时连铸坯温度控制在772-807℃,在坑冷却时间80h,出坑温度113℃;
(3)对连铸坯的表面检查工序,目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理(单边剥皮≥3mm);
(4)对待加热的连铸坯进行表面检查,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
其中,预热段最高温度为752-823℃,加热时间114min;第一阶段加热温度846-934℃,第一阶段加热时间114min;第二阶段加热温度:1227-1246℃,均热段温度1221-1234℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间162min;
(5)对加热后的连铸坯进行轧制,粗轧阶段的单道次压下率为%,轧制过程中的轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度891-923℃;
(6)将轧制后获得圆钢放入缓冷坑中,入坑温度771-738℃,出坑温度106℃。
实施例3
含钒高氮钢的成分如表1所示,其包括如下步骤:
(1)连铸坯生产,二冷水采取弱冷方式,冷却强度设置为0.23±0.02L/kg;
(2)将连铸坯放入缓冷坑中,入坑时连铸坯温度控制在781-820℃,在坑冷却时间86h,出坑温度87℃;
(3)对连铸坯的表面检查工序,目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理(单边剥皮≥3mm);
(4)对待加热的连铸坯进行表面检查,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
其中,预热段最高温度为763-824℃,加热时间123min;第一阶段加热温度866-945℃,第一阶段加热时间97min;第二阶段加热温度:1241-1261℃,均热段温度1214-1227℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间151min;
(5)对加热后的连铸坯进行轧制,粗轧阶段的单道次压下率为%,轧制过程中的轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度897-926℃;
(6)将轧制后获得圆钢放入缓冷坑中,入坑温度787-743℃,出坑温度87℃。
对比例1
含钒高氮钢的成分如表1所示,其包括如下步骤:
(1)连铸坯生产,二冷水采取弱冷方式,冷却强度设置为0.23±0.02L/kg;
(2)和实施例1-3不同之处在于,连铸坯不放入缓冷坑中,而是直接空冷;
(3)对连铸坯的表面检查工序,目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理(单边剥皮≥3mm);
(4)对待加热的连铸坯进行表面检查,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
其中,预热段最高温度为741-817℃,加热时间117min;第一阶段加热温度854-946℃,第一阶段加热时间117min;第二阶段加热温度:1237-1258℃,均热段温度1226-1234℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间148min;
(5)对加热后的连铸坯进行轧制,粗轧阶段的单道次压下率为%,轧制过程中的轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度872-903℃;
(6)将轧制后获得圆钢放入缓冷坑中,入坑温度777-731℃,出坑温度104℃。
对比例2
含钒高氮钢的成分如表1所示,其包括如下步骤:
(1)连铸坯生产,二冷水采取弱冷方式,冷却强度设置为0.23±0.02L/kg;
(2)将连铸坯放入缓冷坑中,入坑时连铸坯温度控制在763-825℃,在坑冷却时间91h,出坑温度84℃;
(3)对连铸坯的表面检查工序,目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理(单边剥皮≥3mm);
(4)对待加热的连铸坯进行表面检查,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
其中,预热段最高温度为774-838℃,加热时间63min;第一阶段加热温度886-1005℃,第一阶段加热时间71min;第二阶段加热温度:1223-1239℃,均热段温度1217-1228℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间131min;
和实施例1-3的区别之处在于,预热段的加热时间不足95min,第一阶段加热的时间不足90min;
(5)对加热后的连铸坯进行轧制,粗轧阶段的单道次压下率为%,轧制过程中的轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度891-923℃;
(6)将轧制后获得圆钢放入缓冷坑中,入坑温度771-738℃,出坑温度106℃。
对比例3
含钒高氮钢的成分如表1所示,其包括如下步骤:
(1)连铸坯生产,二冷水采取弱冷方式,冷却强度设置为0.23±0.02L/kg;
(2)将连铸坯放入缓冷坑中,入坑时连铸坯温度控制在784-837℃,在坑冷却时间79h,出坑温度148℃;
(3)对连铸坯的表面检查工序,目视检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹;如果目视检查或低倍样发现有裂纹,就对铸坯逐支进行剥皮处理(单边剥皮≥3mm);
(4)对待加热的连铸坯进行表面检查,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
其中,预热段最高温度为754-827℃,加热时间108min;第一阶段加热温度849-966℃,第一阶段加热时间109min;第二阶段加热温度:1237-1258℃,均热段温度1209-1221℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间163min;
(5)对加热后的连铸坯进行轧制,粗轧阶段的单道次压下率为%,轧制过程中的轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度867-923℃;
(6)和实施例1-3不同之处在于,轧制后的圆钢不放入缓冷坑中,而是直接空冷。
表1含钒高氮钢的化学成分(重量百分比)
熔炼成分 | C | Si | Mn | P | S | V | Cu | Al | N | 余量 |
实施例1 | 0.35 | 0.34 | 1.25 | 0.012 | 0.043 | 0.09 | 0.01 | 0.014 | 0.0172 | Fe |
实施例2 | 0.48 | 0.25 | 1.34 | 0.015 | 0.048 | 0.12 | 0.02 | 0.021 | 0.0154 | Fe |
实施例3 | 0.42 | 0.27 | 1.16 | 0.013 | 0.050 | 0.07 | 0.01 | 0.008 | 0.0113 | Fe |
对比例1 | 0.36 | 0.24 | 1.22 | 0.009 | 0.053 | 0.08 | 0.02 | 0.019 | 0.0122 | Fe |
对比例2 | 0.47 | 0.36 | 1.16 | 0.011 | 0.042 | 0.11 | 0.02 | 0.015 | 0.0189 | Fe |
对比例3 | 0.39 | 0.28 | 1.24 | 0.014 | 0.048 | 0.10 | 0.01 | 0.011 | 0.0163 | Fe |
表2含钒高氮钢的生产工艺
对上述实施例和对比例提供的含钒高氮圆钢,进行表面漏磁初检,结果如表3所示。
表3含钒高氮钢的表面质量测试结果
从表3的内容可知,实施例1的预热段最高温度为763-824℃,而裂纹实施例1测试的裂纹敏感温度区间为580-660℃,其预热段最高温度满足高于裂纹敏感区间最高温度150℃的条件,预热段的加热速率满足≤9℃/min的条件,而且其连铸坯和轧制后的圆钢均进入缓冷坑中缓冷,最终获得表面漏磁初检合格率为91.4%。与实施例1相比,对比例1在连铸坯冷却过程中直接进行空冷,未进行缓冷,其他制备工艺虽然满足要求,但是表面漏磁初检合格率只有43.1%,对比例2的预热时间为63min,不满足加热速率满足≤9℃/min的条件,一加时间为71min,不满足一加时间90-120min的条件,表面漏磁初检合格率最低,只有23.2%,对比例3虽然在连铸和加热阶段满足要求,但是轧制后圆钢未进行缓冷,直接进行了空冷,表面漏磁初检合格率仅为76.4%。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
Claims (10)
1.一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法,所述控制方法包括:
第一步:连铸坯生产;
第二步:连铸坯高温拉伸试验,获得裂纹敏感温度区间T1-T2;
第三步:连铸坯加热,采用四段加热控制,进行预热、第一阶段加热、第二阶段加热和均热处理;
第四步:轧制及圆钢冷却;
其特征在于,预热段最高温度T3≥T2+150℃,且控制预热段的加热速率≤9℃/min。
2.根据权利要求1所述的表面质量控制方法,其特征在于,所述T3≤850℃,所述预热段的总加热时间≥95min。
3.根据权利要求1所述的表面质量控制方法,其特征在于,将第一步中获得的连铸坯和第四步中获得的圆钢送入缓冷坑中冷却,其中,所述连铸坯和圆钢入缓冷坑时的温度≥T2+50℃。
4.根据权利要求1所述的表面质量控制方法,其特征在于,第一阶段加热温度800-1000℃,加热时间90-120min;第二阶段加热温度1240±20℃,均热温度1220±20℃,第二阶段加热和均热段的加热总时间:120-180min。
5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述第一步的连铸二冷水采取弱冷方式,二冷水强度设置为0.23±0.02L/kg。
6.根据权利要求1所述的表面质量控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括加热前对连铸坯的表面检查工序,检查每支铸坯表面及角部是否存在裂纹,同时每流铸坯各取一支低倍样,对试样进行酸洗,观察是否存在裂纹。
7.根据权利要求1所述的表面质量控制方法,其特征在于,所述步骤三中的轧制工艺为,在粗轧阶段,控制道次压下率,单道次≤15%;轧制过程中,将轧机冷却水控制在110±10m3/h,终轧温度≥860℃。
8.根据权利要求1所述的表面质量控制方法,其特征在于,在圆钢冷却后还包括探伤步骤,所述探伤步骤为按0.2mm深度的标准进行表面漏磁探伤,检查圆钢的表面质量。
9.根据权利要求1-8任一项所述的表面质量控制方法,其特征在于,所述含钒高氮钢含有C 0.35-0.55wt%,V 0.06-0.15wt%,N 0.010-0.020wt%。
10.根据权利要求9所述的表面质量控制方法,其特征在于,所述含钒高氮钢进一步含有Si:0.15-0.37wt%,Mn:0.90-1.50wt%,P≤0.030wt%,S≤0.020-0.060wt%,Cu≤0.10wt%,Al:0.005-0.030wt%。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113862576A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 宝武杰富意特殊钢有限公司 | 一种非调质钢、曲轴及其生产方法 |
CN116550942A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-08 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103667953A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-26 | 江苏亚星锚链股份有限公司 | 一种低环境裂纹敏感性超高强韧性洋系泊链钢及其制造方法 |
CN108746206A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-11-06 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 用高碳低合金钢连铸圆坯轧制生产破碎锤活塞杆用钢的方法 |
CN109158558A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-08 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种h13圆钢连铸连轧制造工艺 |
CN110899330A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-24 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 70mm以上大规格42CrMo圆钢中心裂纹控制工艺 |
CN111549287A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-08-18 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 中碳钢及其生产工艺 |
CN111945070A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-17 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 一种窄淬透性齿轮钢及其制备方法 |
CN112718866A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 一种改善加氮钢18CrNiMo7-6表面质量的制造方法 |
-
2021
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103667953A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-26 | 江苏亚星锚链股份有限公司 | 一种低环境裂纹敏感性超高强韧性洋系泊链钢及其制造方法 |
CN108746206A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-11-06 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 用高碳低合金钢连铸圆坯轧制生产破碎锤活塞杆用钢的方法 |
CN109158558A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-08 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种h13圆钢连铸连轧制造工艺 |
CN110899330A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-24 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 70mm以上大规格42CrMo圆钢中心裂纹控制工艺 |
CN111549287A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-08-18 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 中碳钢及其生产工艺 |
CN111945070A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-17 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 一种窄淬透性齿轮钢及其制备方法 |
CN112718866A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 一种改善加氮钢18CrNiMo7-6表面质量的制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘成斌等: "17CrNiMo6圆钢表面裂纹成因分析与对策", 《连铸》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113862576A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 宝武杰富意特殊钢有限公司 | 一种非调质钢、曲轴及其生产方法 |
CN113862576B (zh) * | 2021-09-30 | 2022-12-02 | 宝武杰富意特殊钢有限公司 | 一种非调质钢、曲轴及其生产方法 |
CN116550942A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-08 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用 |
CN116550942B (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-20 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用 |
Also Published As
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