CN115386792A - 一种可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法，所述方法包括：原始成分设计中关键元素的配比以及设计原则，生产过程中冶炼、连铸、加热、轧制、冷却技术方法。本发明对于具有淬透性高要求钢的生产具有指导意义，能够稳定控制钢的淬后每点硬度波动值在2.3HRC范围内。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金炼钢领域，具体是一种可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法。
背景技术
淬透性是钢材在淬火时获得淬硬性性能的能力，拥有高的淬火能力的钢材可以通过热处理加工获得钢材本体不具备的性能，因此在钢材的使用中淬火工艺应用非常普遍。淬透性的稳定与否，对钢的热处理变形的大小影响很大。淬透带宽度越窄，数据波动范围越小，越有利于后续的加工及提高工件匹配的精度。我国工业制造与国外高端工业制造的差别在于，高精度装备的国产化。因此，稳定控制钢的淬透性是中国迈入高端制造的重要一环。目前国内外的制造领域对钢材的研究多集中在窄淬透性带的控制上，窄淬透性钢是淬透性带仅在非常窄的范围内波动，淬火后可得到均匀的硬度分布的钢，从数字领域定义了淬透性稳定性的表征关系。目前好的材料端淬试验多点淬后硬度的波动值可以达到4HRC、某些特殊材料甚至要求3HRC。
钢材的淬透性取决于其临界冷却速度的大小，而临界冷却速度则主要取决于过冷奥氏体的稳定性，影响奥氏体的稳定性主要有以下一些因素：化学成分的影响：主要是碳元素的影响，当C％小于1.2％时，随着奥氏体中碳浓度的提高，显著降低临界冷却速度，钢的淬透性增大；当C％大于1.2％时，钢的冷却速度反而升高，淬透性下降。其次是合金元素的影响，除钴外，绝大多数合金元素溶入奥氏体后，降低临界冷却速度，从而提高钢的淬透性。奥氏体晶粒大小的影响：奥氏体的实际晶粒度对钢的淬透性有较大的影响，粗大的奥氏体晶粒能使C曲线右移，降低了钢的临界冷却速度。但晶粒粗大将增大钢的变形、开裂倾向和降低韧性。奥氏体均匀程度的影响：在相同冷度条件下，奥氏体成分越均匀，珠光体的形核率就越低，转变的孕育期增长，C曲线右移，临界冷却速度减慢，钢的淬透性越高。
目前对淬透性稳定性的认识仅停留在理论阶段，而对于如何控制淬透性的稳定性并没有全面的认识，各个钢铁企业及其技术人员在进行钢种设计及生产时，不得不面对错综的淬透性突变，每一个产品都要通过不断的工艺反复对比，才能较好的控制淬透性，关于成分与晶粒度与淬后硬度的关系，国内目前普遍采用余柏海公式进行理论推算，在按照具体工艺进行生产与理论数据进行对比，实际数据与理论数据的吻合度也不高，随着计算机人工智能的普及，在淬透性预报的研究领域的也有学者纷纷加入进来，但淬透性和其他任何一种性能的规律均一致，就是任何一个变量的变化均会导致波动，所以，在实际生产中，我们迫切的需要找到一种方法，能够挖掘每个有关淬透性的关键环节，进而将淬透性控制在极其稳定的状态下，为钢零件的后续调制做好准备。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法，通过对钢产品淬透性影响的整个生产过程的关键工艺点进行辨识，提出关键的控制措施和方法，指导淬透性有极高要求的钢产品的生产。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法，所述方法包括：
1)化学成分设计：
对于Ti含量没有最大值与最小值要求的钢种，钢中钛含量的控制，应按照钢中氮含量的要求，以Ti/N＝3.42～3.60进行控制；
对于钢中硼含量没有最大值与最小值要求的钢种，钢中硼含量应控制≤4ppm。
2)所述制备方法包括：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却，其中：
在冶炼过程中，合金钢中各元素的偏差值控制在：C≤0.01％、Mn≤0.02％、Cr≤0.01％、Ti≤0.002％、Si≤0.02％；气体含量的偏差值控制在：[N]≤10ppm、[O]≤5ppm、[H]≤0.5ppm；
连铸过程过热度≤20℃，结晶器电磁搅拌电流≤200A、频率10-15Hz，末端电磁搅拌电流为300-400A，频率为5-10Hz；
连铸坯以匀速加热，并在1200℃-1230℃之间保温120min以上，连铸坯必须在850℃以上收集，缓冷，缓冷速率≤5℃/h直至≤200℃自然冷却。
本发明是在材料设计之初控制好关键元素的配比，在生产的关键过程中精准控制，实现材料淬透性的高稳定控制，获得钢零件的热处理稳定性。
本发明中，中碳合金钢的化学成分按照以下质量百分比进行设计：
C：0.32-0.48％、Si：0.17-0.37％、Mn：0.50-1.80％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr、0.10-1.20％、Ti≤0.020％、B≤0.022％、Mo≤0.25％、Alt：0.015-0.030％，其余为Fe或不可避免的杂质。
具体地针对不同的中碳合金钢，可以选择以下的质量百分含量计：
一种中碳合金钢的化学成分按质量百分含量计为：C：0.32-0.38％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.10-1.40％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr、0.10-0.12％、Ti≤0.020％、B≤0.0035％、Alt：0.015-0.027％，其余为Fe或不可避免的杂质；
另一种中碳合金钢的化学成分按质量百分含量计为：C：0.37-0.44％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.40-1.80％、P≤0.020％、S≤0.020％、Alt：0.015-0.030％，其余为Fe或不可避免的杂质；
再一种中碳合金钢的化学成分按质量百分含量计为：C：0.38-0.48％、Si：0.17-0.37％、Mn：0.50-0.80％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr、0.90-1.20％、Mo：0.15-0.25、Alt：0.015-0.030％，其余为Fe或不可避免的杂质。
其中，关键元素的配比包括钢中Ti、B、N的设计与控制。
优选地，所述的Ti、B、N的控制分为有最小值要求的钢种和没有最小值要求的钢种。
对于钛含量没有最大值与最小值要求的钢种，钢中钛含量的控制，应按照钢中氮含量的要求，严格按照Ti/N＝3.42～3.60进行控制。
对于钢中硼含量没有最大值与最小值要求的钢种，钢中硼含量应控制≤4ppm。
钢中的氮含量与钢中的Ti及B能够精准匹配并保证其含量的稳定性。
钢中的Al含量与钢中氮含量的精准控制，AlT含量为0.025％，波动范围为±0.003％。
本发明还提供钢产品制备过程中冶炼、连铸、加热、轧制、冷却等各关键环节的参数工艺控制点及范围。
其中，包括冶炼过程中成分的精确控制、气体含量的稳定控制。影响淬透性元素的偏差值C≤0.01％、Mn≤0.02％、Cr≤0.01％、Ti≤0.002％、Si≤0.02％，气体含量偏差值[O]≤5ppm、[N]≤3ppm、[H]≤0.5ppm。
包括VD真空时间≥25min。
包括连铸过程过热度≤20℃，结晶器电磁搅拌电流≤200A、频率3Hz，末端电磁搅拌电流为300-400A，频率为7Hz。
包括连铸坯必须在850℃以上收集，缓冷，缓冷速率≤5℃/h直至≤200℃自然冷却。
包括连铸坯以匀速加热，并在1200℃-1230℃之间保温120min以上。
包括的轧制工艺，必须调整加热温度与轧制工艺、冷却工艺匹配，确保钢材成品晶粒度为/7-8级。轧制过程中必须保证成品在650℃以上进行收集缓冷直至150℃以下自然冷却、缓冷速度≤0.2℃/min。
本发明中，末端淬火试验硬度波动值为一个点的一次测定值与多次测定值的平均值的差。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明能够精准控制对淬透性影响极大的关键元素设计，实现淬透性稳定性的根本性控制，并从生产工艺的各环节精准控制，实现淬透性稳定性的高度稳定控制。
具体实施方式
下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种含钛含硼合金结构钢的淬透性稳定性控制方法，包括：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却；该合金钢的成分设计与实际控制如表1，钢中气体含量控制如表2所示。
表1成分设计与实际控制(单位：％)
| 成分 | C％ | Si％ | Mn％ | P％ | S％ | Cr％ | Ti％ | B％ | Alt％ |
| 目标与 | 0.35 | 0.22 | 1.56 | ≤0.015 | ≤0.003 | 0.11 | 0.017 | ≤0.022 | 0.025 |
| 波动 | (±0.005) | (±0.01) | (±0.01) | / | / | (±0.005) | (±0.001) | (±0.002) | (±0.003) |
| 实际值 | 0.355 | 0.23 | 1.57 | 0.014 | 0.003 | 0.105 | 0.018 | 0.021 | 0.027 |
表2气体含量控制(单位：ppm)
| 气体种类 | N | O | H |
| 目标与波动范围 | 50(±5) | 15(±2.5) | 1.3(±0.25) |
| 实际控制 | 52 | 17.2 | 1.1 |
具体的生产工艺关键参数如下：
VD真空时间28min。包括连铸过程过热度≤17～20℃，结晶器电磁搅拌电流≤200A、频率3-5Hz，末端电磁搅拌电流为150A，频率为5-7Hz缓冷收集温度875℃以上收集，缓冷，缓冷速率≤5℃/h直至≤200℃自然冷却。连铸坯匀速加热至1200℃并在1200-1230℃温度之间保温120min，钢材成品晶粒度为7.5级。轧制过程中，650℃以上进行收集缓冷直至150℃以下自然冷却、缓冷速度≤0.2℃/min。
采用GB/T 225-2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy试验)测定钢材的淬透性，钢材淬透性值见表3。
表3实施例1钢淬透性检测不同点硬度测定值(HRC)
| 序号 | J1.5 | J8 | J14 | J20 | J25 | J30 | J35 |
| 目标值 | 59 | 55 | 51 | 46 | 41 | 36 | 30 |
| 1 | 59.6 | 56.2 | 51.5 | 46.2 | 42.5 | 36.6 | 31.3 |
| 2 | 58.5 | 55.6 | 52.5 | 45.8 | 41.3 | 35.4 | 29.6 |
| 3 | 59.6 | 54.8 | 50.6 | 47.3 | 40.6 | 36.1 | 31.5 |
| 4 | 59.2 | 56.4 | 51.3 | 46.4 | 41.6 | 37.3 | 30.1 |
| 5 | 60.5 | 55.7 | 50.7 | 46.7 | 42.9 | 36.8 | 31 |
| 波动范围 | 2 | 1.6 | 1.9 | 1.5 | 2.3 | 1.9 | 1.9 |
实施例2
一种含钛不含硼合金结构钢的淬透性稳定性控制方法，包括：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却；该合金钢的成分设计与实际控制如表4，钢中气体含量见表5。
表4成分设计与控制(单位：％)
| 成分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ti | B | Alt |
| 目标 | 0.40 | 0.22 | 1.56 | ≤0.015 | ≤0.003 | 0.11 | 0.015 | ≤0.004 | 0.025 |
| 波动 | (±0.005) | (±0.01) | (±0.01) | / | / | (±0.005) | (±0.001) | (±0.002) | (±0.003) |
| 实际 | 0.395 | 0.21 | 1.57 | 0.016 | 0.003 | 0.105 | 0.014 | 0.004 | 0.027 |
表5气体含量控制(单位：ppm)
| 气体种类 | N | O | H |
| 目标与波动范围 | 50(±5) | 15(±2.5) | 1.3(±0.25) |
| 实际控制 | 54 | 14.6 | 1.2 |
具体的生产工艺关键参数如下：
VD真空时间27min。包括连铸过程过热度≤18～20℃，结晶器电磁搅拌电流≤200A、频率3-5Hz，末端电磁搅拌电流为150A，频率为5～7Hz；缓冷收集温度885℃，缓冷速率≤4.5℃/h冷却至200℃自然冷却。连铸坯匀速加热至1200℃并在1200～1230℃温度之间保温125min，钢材成品晶粒度为7.5级。成品660℃以上进行收集缓冷直至150℃以下自然冷却、缓冷速度≤0.2℃/min。
采用GB/T 225-2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy试验)测定钢材的淬透性，钢材淬透性值见表6。
表6实施例2钢淬透性检测不同点硬度测定值
| 序号 | J1.5 | J8 | J14 | J20 | J25 | J30 | J35 |
| 目标值 | 61 | 47 | 33 | 31 | 28 | 26 | 25 |
| 1 | 60.9 | 47.8 | 34.3 | 31.3 | 28.3 | 26.9 | 25.6 |
| 2 | 62 | 47.2 | 34.2 | 30.2 | 28.2 | 27.3 | 24.6 |
| 3 | 61.4 | 48 | 33 | 32 | 27.6 | 26.7 | 25.2 |
| 4 | 61.7 | 48.9 | 33.3 | 32.3 | 27.5 | 25.9 | 24.6 |
| 5 | 60.7 | 47.2 | 32.4 | 32.4 | 28.0 | 25.8 | 26.1 |
| 波动值 | 1.3 | 1.9 | 1.9 | 2.2 | 0.8 | 1.5 | 1.5 |
实施例3
一种不含钛不含硼合金结构钢的淬透性稳定性控制方法，包括：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却；该合金钢的成分设计与实际控制如表7，钢中气体含量见表8。
表7成分设计与控制(单位：％)
| 成分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ti | B | Alt |
| 目标 | 0.40 | 0.22 | 0.65 | ≤0.015 | ≤0.003 | 1.03 | ≤0.008 | ≤0.004 | 0.025 |
| 波动控制 | (±0.005) | (±0.01) | (±0.01) | / | / | (±0.005) | / | / | (±0.003) |
| 实际 | 0.395 | 0.21 | 0.66 | 0.014 | 0.003 | 1.035 | 0.006 | 0.003 | 0.027 |
表8气体含量控制(单位：ppm)
| 气体种类 | N | O | H |
| 目标与波动范围 | 50(±5) | 15(±2.5) | 1.3(±0.25) |
| 实际控制 | 54 | 14.6 | 1.2 |
具体的生产工艺关键参数如下：
VD真空时间26min。包括连铸过程过热度≤18～20℃，结晶器电磁搅拌电流200A、频率3-5Hz，末端电磁搅拌电流为150A，频率为5～7Hz；缓冷收集温度880℃，缓冷速率≤4.8℃/h冷却至200℃自然冷却。连铸坯匀速加热至1200℃并在1200～1230℃温度之间保温130min，钢材成品晶粒度为7.5级。成品660℃以上进行收集缓冷直至150℃以下自然冷却、缓冷速度≤0.18℃/min。
采用GB/T 225-2006钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy试验)测定钢材的淬透性，钢材淬透性值见表9。
表9实施例3钢淬透性测定值
| 序号 | J1.5 | J8 | J14 | J20 | J25 | J30 | J35 |
| 目标值 | 56 | 54 | 47 | 38 | 37 | 35 | 31 |
| 1 | 57 | 55.2 | 48.5 | 39.8 | 37.6 | 35.2 | 30.3 |
| 2 | 55.9 | 53.6 | 47.1 | 38.2 | 36.8 | 34 | 32.1 |
| 3 | 56.7 | 54.9 | 47.5 | 39.8 | 37.2 | 35.5 | 31.9 |
| 4 | 55.1 | 54.3 | 46.9 | 39.2 | 36.9 | 35 | 32.4 |
| 5 | 55.6 | 55.0 | 47.4 | 39.4 | 38.0 | 35.8 | 32.3 |
| 波动 | 1.9 | 1.6 | 1.6 | 1.8 | 1.2 | 1.8 | 2.1 |
从表3、6、9的测定数据可以看出，采用本发明的淬透性稳定控制方法后，能够稳定控制钢的淬后每点硬度波动值在2.3HRC范围内。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。
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该理解，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 (3)
1.一种可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法，所述方法包括：
1)化学成分设计：
对于Ti含量没有最大值与最小值要求的中碳合金钢钢种，钢中钛含量的控制，按照钢中氮含量的要求，以Ti/N＝3.42～3.60进行控制；
对于钢中硼含量没有最大值与最小值要求的钢种，钢中硼含量控制≤4ppm；
2)制备方法包括：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却，其中：
冶炼过程中，合金钢中各元素的偏差值控制在：C≤0.01％、Mn≤0.02％、Cr≤0.01％、Ti≤0.002％、Si≤0.02％；气体含量的偏差值控制在：[N]≤10ppm、[O]≤5ppm、[H]≤0.5ppm；
连铸过程过热度≤20℃，结晶器电磁搅拌电流≤200A、频率10-15Hz，末端电磁搅拌电流为300-400A，频率为5-10Hz；
连铸坯以匀速加热，并在1200℃-1230℃之间保温120min以上，连铸坯在850℃以上收集，缓冷，缓冷速率≤5℃/h直至≤200℃自然冷却。
2.根据权利要求1所述的可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法，其特征在于，冷却后所得钢材成品的晶粒度为7～8级。
3.根据权利要求1所述的可稳定控制中碳合金钢淬透性的方法，其特征在于，所述中碳合金钢的化学成分按质量百分含量计为：C：0.32-0.38％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.10-1.40、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr、0.10-0.12％、Ti≤0.020％、B≤0.0035％、Alt：0.015-0.027％，其余为Fe或不可避免的杂质；
或，所述中碳合金钢的化学成分按质量百分含量计为：C：0.37-0.44％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.40-1.80％、P≤0.020％、S≤0.020％、Alt：0.015-0.030％，其余为Fe或不可避免的杂质；
或，所述中碳合金钢的化学成分按质量百分含量计为：C：0.38-0.48％、Si：0.17-0.37％、Mn：0.50-0.80％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr、0.90-1.20％、Mo：0.15-0.25、Alt：0.015-0.030％，其余为Fe或不可避免的杂质。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09324848A (ja) * | 1996-06-04 | 1997-12-16 | Daido Steel Co Ltd | 浸炭歯車部品 |
| CN101654761A (zh) * | 2009-05-25 | 2010-02-24 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 工程机械用碳锰系复合微合金化钢及其制备方法 |
| CN105506504A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 鞍钢股份有限公司 | 一种超高强度耐磨钢板及其生产方法 |
| CN107557674A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 鞍钢股份有限公司 | 一种混凝土搅拌车罐体用钢板及其生产方法 |
| CN109097681A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-28 | 敬业钢铁有限公司 | 一种高强度低夹杂汽车钢板及其连铸过程电磁搅拌工艺 |
| CN111534669A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-14 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 由齿轮圆钢加工齿轮零件的方法以及齿轮零件 |
| WO2021089851A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | Ssab Technology Ab | Medium manganese steel product and method of manufacturing the same |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09324848A (ja) * | 1996-06-04 | 1997-12-16 | Daido Steel Co Ltd | 浸炭歯車部品 |
| CN101654761A (zh) * | 2009-05-25 | 2010-02-24 | 莱芜钢铁股份有限公司 | 工程机械用碳锰系复合微合金化钢及其制备方法 |
| CN105506504A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 鞍钢股份有限公司 | 一种超高强度耐磨钢板及其生产方法 |
| CN107557674A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 鞍钢股份有限公司 | 一种混凝土搅拌车罐体用钢板及其生产方法 |
| CN109097681A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-28 | 敬业钢铁有限公司 | 一种高强度低夹杂汽车钢板及其连铸过程电磁搅拌工艺 |
| WO2021089851A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | Ssab Technology Ab | Medium manganese steel product and method of manufacturing the same |
| CN111534669A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-14 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 由齿轮圆钢加工齿轮零件的方法以及齿轮零件 |
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